Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +2y = 29 .

Bestimme y so, dass (7|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 7 in die Gleichung ein und erhält:

57 +2y = 29

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

57 +2y = 29
35 +2y = 29
2y +35 = 29 | -35
2y = -6 |:2
y = -3

Die Lösung ist somit: (7|-3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x -5y = 10 .

Bestimme eine mögliche Lösung (x|y) dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-5|2)
denn -4⋅( - 5 ) -52 = 20 -10 = 10

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-10|6)
denn -4⋅( - 10 ) -56 = 40 -30 = 10

Oder : (0|-2)
denn -4⋅0 -5( - 2 ) = 0 +10 = 10

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -2y = 10 (I) 2x = 12 (II)

Lösung einblenden
3x -2y = 10 (I) 2x = 12 (II)

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung gar kein y mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach x umstellen:

2x = 12 |:2
x = 6

Als neues LGS erhält man so:

3x -2y = 10 (I) x = 6 (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch 6 ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · 6 -2y = 10
18 -2y = 10
-2y +18 = 10 | -18
-2y = -8 |:(-2 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -4y = 10 (I) 3x -3y = 12 (II)

Lösung einblenden
x -4y = 10 (I) 3x -3y = 12 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung kein Koeffizient vor dem x ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach x umstellt:

x -4y = 10 | +4y
x = 10 +4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 10 +4y ) (I) 3x -3y = 12 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 10 +4x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( 10 +4y ) -3y = 12
12y +30 -3y = 12
9y +30 = 12 | -30
9y = -18 |:9
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

Diese setzen wir nun in die bereits umgestellte 1. Zeile ein:

x = 10 +4( -2 )

= 10 -8

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -3y = -21 (I) 3x -2y = -21 (II)

Lösung einblenden
x -3y = -21 (I) 3x -2y = -21 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung kein Koeffizient vor dem x ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach x umstellt:

x -3y = -21 | +3y
x = -21 +3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -21 +3y ) (I) 3x -2y = -21 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -21 +3x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( -21 +3y ) -2y = -21
9y -63 -2y = -21
7y -63 = -21 | +63
7y = 42 |:7
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

Diese setzen wir nun in die bereits umgestellte 1. Zeile ein:

x = -21 +36

= -21 +18

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -7y = 3x -16 -5y (I)
-5x +3y = -24 (II)

Lösung einblenden

Zuerst formen wir die beiden Gleichungen so um, dass links nur noch die Variablen und rechts nur noch die Zahlenwerte stehen:

x -7y = 3x -16 -5y | -3x +5y (I)
-5x +3y = -24 (II)
-2x -2y = -16 (I) -5x +3y = -24 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x -2y = -16
-2y -2x = -16 | +2x
-2y = -16 +2x |:(-2 )
y = 8 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 8 - x ) (I) -5x +3y = -24 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 8 - x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x + 3 · ( 8 - x ) = -24
-5x -3x +24 = -24
-8x +24 = -24 | -24
-8x = -48 |:(-8 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

Diese setzen wir nun in die bereits umgestellte 1. Zeile ein:

y = 8 - 6

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (6|2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -5 und y = 5 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

Eigentlich kann man die Koeffizienten vor x und y frei wählen, z.B.:

-4x -4y = ?

-1x -3y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -5 und y = 5 einsetzen und ausrechnen:

-4x -4y = 20 -20 = 0

-1x -3y = 5 -15 = -10

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x -4y = 0

-1x -3y = -10

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

2x +2y = -1 (I) -6x -6y = 3 (II)

Lösung einblenden
2x +2y = -1 (I) -6x -6y = 3 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +2y = -1
2y +2x = -1 | -2x
2y = -1 -2x |:2
y = - 1 2 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 1 2 - x ) (I) -6x -6y = 3 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 1 2 - x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-6x -6 · ( - 1 2 - x ) = 3
-6x +6x +3 = 3
3 = 3 | -3
0 = 0

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

Diese Gleichung ist für jeden Wert von x gültig. Die Lösungsmenge der Gleichung und die des LGS sind also unendlich groß.

LGS Anwendungen

Beispiel:

Wenn man zu einer Zahl x das 3-fache einer anderen Zahl y addiert, so erhält man 7.
Wenn man aber vom 2-fachen von x 7 mal die Zahl y subtrahiert, so erhält man 1.
Bestimme x und y.

Lösung einblenden

Aus den Sätzen der Aufgabenstellung ergibt sich somit folgendes lineare Gleichungssystem:

x +3y = 7 (I) 2x -7y = 1 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung kein Koeffizient vor dem x ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach x umstellt:

x +3y = 7 | -3y
x = 7 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 7 -3y ) (I) 2x -7y = 1 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 7 -3x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( 7 -3y ) -7y = 1
-6y +14 -7y = 1
-13y +14 = 1 | -14
-13y = -13 |:(-13 )
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

Diese setzen wir nun in die bereits umgestellte 1. Zeile ein:

x = 7 -31

= 7 -3

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|1)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 4

y (y-Wert): 1