Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme x so, dass (x|2) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 2 in die Gleichung ein und erhält:

4x +52 = 10

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

4x +52 = 10
4x +10 = 10 | -10
4x = 0 |:4
x = 0

Die Lösung ist somit: (0|2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x -4y = -28 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-4|3)
denn 4⋅( - 4 ) -43 = -16 -12 = -28

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-8|-1)
denn 4⋅( - 8 ) -4( - 1 ) = -32 +4 = -28

Oder : (0|7)
denn 4⋅0 -47 = 0 -28 = -28

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x = -3 (I) 3x -2y = 13 (II)

Lösung einblenden
-x = -3 (I) 3x -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:

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

Als neues LGS erhält man so:

x = 3 (I) 3x -2y = 13 (II)

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

3 · 3 -2y = 13
9 -2y = 13
-2y +9 = 13 | -9
-2y = 4 |:(-2 )
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +3y = -3 (I) x +3y = -15 (II)

Lösung einblenden
-x +3y = -3 (I) x +3y = -15 (II)

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

x +3y = -15 | -3y
x = -15 -3y

Als neues LGS erhält man so:

-x +3y = -3 (I) x = ( -15 -3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -15 -3x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-1 · ( -15 -3y ) +3y = -3
3y +15 +3y = -3
6y +15 = -3 | -15
6y = -18 |:6
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -15 -3( -3 )

= -15 +9

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -2y = 25 (I) 4x -2y = 30 (II)

Lösung einblenden
3x -2y = 25 (I) 4x -2y = 30 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -2y = 25
-2y +3x = 25 | -3x
-2y = 25 -3x |:(-2 )
y = - 25 2 + 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 25 2 + 3 2 x ) (I) 4x -2y = 30 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 25 2 + 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -2 · ( - 25 2 + 3 2 x ) = 30
4x -3x +25 = 30
x +25 = 30 | -25
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 25 2 + 3 2 5

= - 25 2 + 15 2

= -12,5 +7,5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x +2( 11 + y) = 0 (I)
-x +4 = -y (II)

Lösung einblenden

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

5x +2( 11 + y) = 0 (I)
-x +4 = -y (II)
5x +22 +2y = 0 | -22 (I)
-x +4 = -y | -4 + y (II)
5x +2y = -22 (I) -x +y = -4 (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:

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

Als neues LGS erhält man so:

5x +2y = -22 (I) +y = ( -4 + x ) (II)

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

5x + 2 · ( -4 + x ) = -22
5x +2x -8 = -22
7x -8 = -22 | +8
7x = -14 |:7
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -4 -2

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 5 und y = 3 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 -1y = ?

-5x -2y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 5 und y = 3 einsetzen und ausrechnen:

-4x -1y = -20 -3 = -23

-5x -2y = -25 -6 = -31

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x -1y = -23

-5x -2y = -31

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x +4y = -4
4y -3x = -4 | +3x
4y = -4 +3x |:4
y = -1 + 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -1 + 3 4 x ) (I) -3x -3y = 3 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -1 + 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x -3 · ( -1 + 3 4 x ) = 3
-3x - 9 4 x +3 = 3
- 21 4 x +3 = 3 |⋅ 4
4( - 21 4 x +3 ) = 12
-21x +12 = 12 | -12
-21x = 0 |:(-21 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1 + 3 4 ( 0 )

= -1 +0

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (0|-1)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Herr Maier zahlt für 2kg Äpfel und 2kg Birnen zusammen 9 Euro.
Frau Müller zahlt für 2kg Äpfel und 5kg Birnen zusammen 16,5 Euro.
Wie viel kostet ein Kilo Äpfel, wie viel ein Kilo Birnen ?

Lösung einblenden

Wir bezeichnen x als kg-Preis der Äpfel und y als kg-Preis der Birnen und

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

2x +2y = 9 (I) 2x +5y = 16.5 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +2y = 9
2y +2x = 9 | -2x
2y = 9 -2x |:2
y = 9 2 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 9 2 - x ) (I) 2x +5y = 16.5 (II)

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

2x + 5 · ( 9 2 - x ) = 16.5
2x -5x + 45 2 = 16.5
-3x + 45 2 = 16,5 |⋅ 2
2( -3x + 45 2 ) = 33
-6x +45 = 33 | -45
-6x = -12 |:(-6 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 9 2 - 2

= 4,5 -2

also

y = 2.5

Die Lösung des LGS ist damit: (2|2.5)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

kg-Preis der Äpfel (x-Wert): 2

kg-Preis der Birnen (y-Wert): 2.5