Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x -4y = 19 .

Bestimme x so, dass (x|-3) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -3 in die Gleichung ein und erhält:

-x -4( -3 ) = 19

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-x -4( -3 ) = 19
-x +12 = 19 | -12
-x = 7 |:(-1 )
x = -7

Die Lösung ist somit: (-7|-3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x -4y = -27 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (5|3)
denn -3⋅5 -43 = -15 -12 = -27

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (1|6)
denn -3⋅1 -46 = -3 -24 = -27

Oder : (9|0)
denn -3⋅9 -40 = -27 +0 = -27

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x = -2 (I) x -2y = 13 (II)

Lösung einblenden
-2x = -2 (I) x -2y = 13 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung gar kein y mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach x umstellen:

-2x = -2 |:(-2 )
x = 1

Als neues LGS erhält man so:

x = 1 (I) x -2y = 13 (II)

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

1 · 1 -2y = 13
1 -2y = 13
-2y +1 = 13 | -1
-2y = 12 |:(-2 )
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +y = 5 (I) -3x -4y = -10 (II)

Lösung einblenden
2x +y = 5 (I) -3x -4y = -10 (II)

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

2x + y = 5
y +2x = 5 | -2x
y = 5 -2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 5 -2x ) (I) -3x -4y = -10 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 5 -2x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x -4 · ( 5 -2x ) = -10
-3x +8x -20 = -10
5x -20 = -10 | +20
5x = 10 |:5
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 5 -22

= 5 -4

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (2|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x +3y = -16 (I) -4x -4y = 16 (II)

Lösung einblenden
5x +3y = -16 (I) -4x -4y = 16 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +3y = -16
3y +5x = -16 | -5x
3y = -16 -5x |:3
y = - 16 3 - 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 16 3 - 5 3 x ) (I) -4x -4y = 16 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 16 3 - 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x -4 · ( - 16 3 - 5 3 x ) = 16
-4x + 20 3 x + 64 3 = 16
8 3 x + 64 3 = 16 |⋅ 3
3( 8 3 x + 64 3 ) = 48
8x +64 = 48 | -64
8x = -16 |:8
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 16 3 - 5 3 ( -2 )

= - 16 3 + 10 3

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2( x +8 ) = 2( -2 + y) (I)
17 +3y = 4( -x + y) -5 (II)

Lösung einblenden

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

2( x +8 ) = 2( -2 + y) (I)
17 +3y = 4( -x + y) -5 (II)
2x +16 = -4 +2y | -16 -2y (I)
17 +3y = -4x -5 +4y | -17 +4x -4y (II)
2x -2y = -20 (I) 4x -y = -22 (II)

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung kein Koeffizient vor dem y ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach y umstellt:

4x - y = -22
-y +4x = -22 | -4x
-y = -22 -4x |:(-1 )
y = 22 +4x

Als neues LGS erhält man so:

2x -2y = -20 (I) +y = ( 22 +4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 22 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -2 · ( 22 +4x ) = -20
2x -8x -44 = -20
-6x -44 = -20 | +44
-6x = 24 |:(-6 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

Diese setzen wir nun in die bereits umgestellte 2. Zeile ein:

y = 22 +4( -4 )

= 22 -16

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 4 und y = -2 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

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

-1x +3y = ?

-4x +11y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 4 und y = -2 einsetzen und ausrechnen:

-1x +3y = -4 -6 = -10

-4x +11y = -16 -22 = -38

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x +3y = -10

-4x +11y = -38

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

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

-x - y = 3
-y - x = 3 | + x
-y = 3 + x |:(-1 )
y = -3 - x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2x + 2 · ( -3 - x ) = -6
2x -2x -6 = -6
-6 = -6 | +6
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 9.
Wenn man aber vom 2-fachen von x 7 mal die Zahl y subtrahiert, so erhält man -8.
Bestimme x und y.

Lösung einblenden

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

x +3y = 9 (I) 2x -7y = -8 (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 = 9 | -3y
x = 9 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 9 -3y ) (I) 2x -7y = -8 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 9 -3x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( 9 -3y ) -7y = -8
-6y +18 -7y = -8
-13y +18 = -8 | -18
-13y = -26 |:(-13 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 9 -32

= 9 -6

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|2)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 3

y (y-Wert): 2