Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x - y = -1 .

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

Lösung einblenden

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

x - ( -1 ) = -1

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

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

Die Lösung ist somit: (-2|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (7|3)
denn -2⋅7 +43 = -14 +12 = -2

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (11|5)
denn -2⋅11 +45 = -22 +20 = -2

Oder : (3|1)
denn -2⋅3 +41 = -6 +4 = -2

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x = -6 (I) -4x +4y = 24 (II)

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

Als neues LGS erhält man so:

x = -2 (I) -4x +4y = 24 (II)

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

-4 · ( -2 ) +4y = 24
8 +4y = 24
4y +8 = 24 | -8
4y = 16 |:4
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
x +3y = 10 (I) x -4y = -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 -4y = -4 | +4y
x = -4 +4y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

1 · ( -4 +4y ) +3y = 10
4y -4 +3y = 10
7y -4 = 10 | +4
7y = 14 |:7
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -4 +42

= -4 +8

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -3y = 9 (I) -3x +4y = -14 (II)

Lösung einblenden
2x -3y = 9 (I) -3x +4y = -14 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -3y = 9
-3y +2x = 9 | -2x
-3y = 9 -2x |:(-3 )
y = -3 + 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -3 + 2 3 x ) (I) -3x +4y = -14 (II)

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

-3x + 4 · ( -3 + 2 3 x ) = -14
-3x + 8 3 x -12 = -14
- 1 3 x -12 = -14 |⋅ 3
3( - 1 3 x -12 ) = -42
-x -36 = -42 | +36
-x = -6 |:(-1 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -3 + 2 3 6

= -3 +4

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (6|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

x + 1 · ( 3 + 3 4 x ) = -4
x + 3 4 x +3 = -4
7 4 x +3 = -4 |⋅ 4
4( 7 4 x +3 ) = -16
7x +12 = -16 | -12
7x = -28 |:7
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3 + 3 4 ( -4 )

= 3 -3

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|0)

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.:

-5x +1y = ?

-9x +4y = ?

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

-5x +1y = -25 -3 = -28

-9x +4y = -45 -12 = -57

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x +1y = -28

-9x +4y = -57

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-12x +3y = 0 (I) 4x -y = 1 (II)

Lösung einblenden
-12x +3y = 0 (I) 4x -y = 1 (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 = 1
-y +4x = 1 | -4x
-y = 1 -4x |:(-1 )
y = -1 +4x

Als neues LGS erhält man so:

-12x +3y = 0 (I) +y = ( -1 +4x ) (II)

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

-12x + 3 · ( -1 +4x ) = 0
-12x +12x -3 = 0
-3 = 0 | +3
0 = 3

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 2-fache einer anderen Zahl y addiert, so erhält man 8.
Wenn man aber vom 6-fachen von x 3 mal die Zahl y subtrahiert, so erhält man 18.
Bestimme x und y.

Lösung einblenden

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

x +2y = 8 (I) 6x -3y = 18 (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 = 8 | -2y
x = 8 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 8 -2y ) (I) 6x -3y = 18 (II)

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

6 · ( 8 -2y ) -3y = 18
-12y +48 -3y = 18
-15y +48 = 18 | -48
-15y = -30 |:(-15 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 8 -22

= 8 -4

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|2)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 4

y (y-Wert): 2