Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme x so, dass (x|6) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 6 in die Gleichung ein und erhält:

-x +26 = 5

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-x +26 = 5
-x +12 = 5 | -12
-x = -7 |:(-1 )
x = 7

Die Lösung ist somit: (7|6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x -4y = -16 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (1|5)
denn 4⋅1 -45 = 4 -20 = -16

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-3|1)
denn 4⋅( - 3 ) -41 = -12 -4 = -16

Oder : (5|9)
denn 4⋅5 -49 = 20 -36 = -16

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

-x = -5 |:(-1 )
x = 5

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2 · 5 +2y = -2
10 +2y = -2
2y +10 = -2 | -10
2y = -12 |:2
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2 · ( 4 +2y ) +3y = -3
-4y -8 +3y = -3
-y -8 = -3 | +8
-y = 5 |:(-1 )
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 4 +2( -5 )

= 4 -10

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +4y = -16 (I) 5x -5y = 45 (II)

Lösung einblenden
x +4y = -16 (I) 5x -5y = 45 (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 = -16 | -4y
x = -16 -4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -16 -4y ) (I) 5x -5y = 45 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -16 -4x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

5 · ( -16 -4y ) -5y = 45
-20y -80 -5y = 45
-25y -80 = 45 | +80
-25y = 125 |:(-25 )
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -16 -4( -5 )

= -16 +20

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

1 4 x -y = 13 4 (I) - 2 3 x - 2 5 y = 18 5 (II)

Lösung einblenden
1 4 x -y = 13 4 (I) - 2 3 x - 2 5 y = 18 5 (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:

1 4 x - y = 13 4
-y + 1 4 x = 13 4 |⋅ 4
4( -y + 1 4 x) = 13
-4y + x = 13 | - x
-4y = 13 - x |:(-4 )
y = - 13 4 + 1 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 13 4 + 1 4 x ) (I) - 2 3 x - 2 5 y = 18 5 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 13 4 + 1 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

- 2 3 x - 2 5 · ( - 13 4 + 1 4 x ) = 18 5
- 2 3 x - 1 10 x + 13 10 = 18 5
- 23 30 x + 13 10 = 18 5 |⋅ 30
30( - 23 30 x + 13 10 ) = 108
-23x +39 = 108 | -39
-23x = 69 |:(-23 )
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 13 4 + 1 4 ( -3 )

= - 13 4 - 3 4

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -2 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.:

-5x -1y = ?

-1x +2y = ?

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

-5x -1y = 10 -2 = 8

-1x +2y = 2 +4 = 6

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x -1y = 8

-1x +2y = 6

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

x +2y = 3 (I) -2x -4y = -6 (II)

Lösung einblenden
x +2y = 3 (I) -2x -4y = -6 (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 +2y = 3 | -2y
x = 3 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 3 -2y ) (I) -2x -4y = -6 (II)

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

-2 · ( 3 -2y ) -4y = -6
4y -6 -4y = -6
-6 = -6 | +6
0 = 0

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

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

LGS Anwendungen

Beispiel:

Wenn man zu einer Zahl x das 6-fache einer anderen Zahl y addiert, so erhält man 17.
Wenn man aber vom 2-fachen von x 2 mal die Zahl y subtrahiert, so erhält man 6.
Bestimme x und y.

Lösung einblenden

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

x +6y = 17 (I) 2x -2y = 6 (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 +6y = 17 | -6y
x = 17 -6y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 17 -6y ) (I) 2x -2y = 6 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 17 -6x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( 17 -6y ) -2y = 6
-12y +34 -2y = 6
-14y +34 = 6 | -34
-14y = -28 |:(-14 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 17 -62

= 17 -12

= 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