Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x +5y = -23 .

Bestimme x so, dass (x|1) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 1 in die Gleichung ein und erhält:

-4x +51 = -23

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-4x +51 = -23
-4x +5 = -23 | -5
-4x = -28 |:(-4 )
x = 7

Die Lösung ist somit: (7|1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x -5y = 48 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-7|-4)
denn -4⋅( - 7 ) -5( - 4 ) = 28 +20 = 48

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-12|0)
denn -4⋅( - 12 ) -50 = 48 +0 = 48

Oder : (-2|-8)
denn -4⋅( - 2 ) -5( - 8 ) = 8 +40 = 48

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x = 9 (I) -2x +3y = 24 (II)

Lösung einblenden
-3x = 9 (I) -2x +3y = 24 (II)

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

-3x = 9 |:(-3 )
x = -3

Als neues LGS erhält man so:

x = -3 (I) -2x +3y = 24 (II)

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

-2 · ( -3 ) +3y = 24
6 +3y = 24
3y +6 = 24 | -6
3y = 18 |:3
y = 6

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|6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +y = 8 (I) 3x +4y = -1 (II)

Lösung einblenden
-2x +y = 8 (I) 3x +4y = -1 (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 = 8
y -2x = 8 | +2x
y = 8 +2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 8 +2x ) (I) 3x +4y = -1 (II)

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

3x + 4 · ( 8 +2x ) = -1
3x +8x +32 = -1
11x +32 = -1 | -32
11x = -33 |:11
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 8 +2( -3 )

= 8 -6

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +3y = 9 (I) -2x +2y = 22 (II)

Lösung einblenden
x +3y = 9 (I) -2x +2y = 22 (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 +2y = 22 (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 ) +2y = 22
6y -18 +2y = 22
8y -18 = 22 | +18
8y = 40 |:8
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 9 -35

= 9 -15

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x + 1 4 y = 3 4 (I) - 1 5 x -y = -3 (II)

Lösung einblenden
-x + 1 4 y = 3 4 (I) - 1 5 x -y = -3 (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:

- 1 5 x - y = -3
-y - 1 5 x = -3 |⋅ 5
5( -y - 1 5 x) = -15
-5y - x = -15 | + x
-5y = -15 + x |:(-5 )
y = 3 - 1 5 x

Als neues LGS erhält man so:

-x + 1 4 y = 3 4 (I) +y = ( 3 - 1 5 x ) (II)

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

-x + 1 4 · ( 3 - 1 5 x ) = 3 4
-x - 1 20 x + 3 4 = 3 4
- 21 20 x + 3 4 = 3 4 |⋅ 20
20( - 21 20 x + 3 4 ) = 15
-21x +15 = 15 | -15
-21x = 0 |:(-21 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3 - 1 5 ( 0 )

= 3 +0

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (0|3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -3 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 -4y = ?

5x -8y = ?

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

4x -4y = -12 +12 = 0

5x -8y = -15 +24 = 9

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

4x -4y = 0

5x -8y = 9

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

12x -9y = -9 (I) -4x +3y = 2 (II)

Lösung einblenden
12x -9y = -9 (I) -4x +3y = 2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

12x -9y = -9
-9y +12x = -9 | -12x
-9y = -9 -12x |:(-9 )
y = 1 + 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 + 4 3 x ) (I) -4x +3y = 2 (II)

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

-4x + 3 · ( 1 + 4 3 x ) = 2
-4x +4x +3 = 2
3 = 2 | -3
0 = -1

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Da diese Gleichung keine Lösung hat, ist auch die Lösungsmenge des LGS leer.

LGS Anwendungen

Beispiel:

Wenn man zu einer Zahl x das 5-fache einer anderen Zahl y addiert, so erhält man 15.
Wenn man aber vom 4-fachen von x 3 mal die Zahl y subtrahiert, so erhält man 14.
Bestimme x und y.

Lösung einblenden

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

x +5y = 15 (I) 4x -3y = 14 (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 +5y = 15 | -5y
x = 15 -5y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 15 -5y ) (I) 4x -3y = 14 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 15 -5x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

4 · ( 15 -5y ) -3y = 14
-20y +60 -3y = 14
-23y +60 = 14 | -60
-23y = -46 |:(-23 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 15 -52

= 15 -10

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|2)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 5

y (y-Wert): 2