Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme x so, dass (x|-7) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -7 in die Gleichung ein und erhält:

-x +4( -7 ) = -27

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-x +4( -7 ) = -27
-x -28 = -27 | +28
-x = 1 |:(-1 )
x = -1

Die Lösung ist somit: (-1|-7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -2y = -14 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-4|5)
denn 1⋅( - 4 ) -25 = -4 -10 = -14

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-6|4)
denn 1⋅( - 6 ) -24 = -6 -8 = -14

Oder : (-2|6)
denn 1⋅( - 2 ) -26 = -2 -12 = -14

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

2y = -4 |:2
y = -2

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2x -3 · ( -2 ) = 8
2x +6 = 8 | -6
2x = 2 |:2
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +4y = -6 (I) -4x +y = -9 (II)

Lösung einblenden
-x +4y = -6 (I) -4x +y = -9 (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 = -9
y -4x = -9 | +4x
y = -9 +4x

Als neues LGS erhält man so:

-x +4y = -6 (I) +y = ( -9 +4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -9 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-x + 4 · ( -9 +4x ) = -6
-x +16x -36 = -6
15x -36 = -6 | +36
15x = 30 |:15
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -9 +42

= -9 +8

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x -y = -9 (I) -5x +y = 10 (II)

Lösung einblenden
4x -y = -9 (I) -5x +y = 10 (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:

-5x + y = 10
y -5x = 10 | +5x
y = 10 +5x

Als neues LGS erhält man so:

4x -y = -9 (I) +y = ( 10 +5x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 10 +5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -1 · ( 10 +5x ) = -9
4x -5x -10 = -9
-x -10 = -9 | +10
-x = 1 |:(-1 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 10 +5( -1 )

= 10 -5

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-23 +3y = -4x (I)
3y = 2x -7 (II)

Lösung einblenden

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

-23 +3y = -4x | + 23 +4x (I)
3y = 2x -7 | -2x (II)
4x +3y = 23 (I) -2x +3y = -7 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x +3y = 23
3y +4x = 23 | -4x
3y = 23 -4x |:3
y = 23 3 - 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 23 3 - 4 3 x ) (I) -2x +3y = -7 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 23 3 - 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x + 3 · ( 23 3 - 4 3 x ) = -7
-2x -4x +23 = -7
-6x +23 = -7 | -23
-6x = -30 |:(-6 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 23 3 - 4 3 5

= 23 3 - 20 3

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (5|1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -1 und y = 1 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

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

-2x +5y = ?

-6x +14y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -1 und y = 1 einsetzen und ausrechnen:

-2x +5y = 2 +5 = 7

-6x +14y = 6 +14 = 20

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x +5y = 7

-6x +14y = 20

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-4x +8y = 12 (I) x -2y = -3 (II)

Lösung einblenden
-4x +8y = 12 (I) x -2y = -3 (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 = -3 | +2y
x = -3 +2y

Als neues LGS erhält man so:

-4x +8y = 12 (I) x = ( -3 +2y ) (II)

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

-4 · ( -3 +2y ) +8y = 12
-8y +12 +8y = 12
12 = 12 | -12
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 5-fache einer anderen Zahl y addiert, so erhält man 19.
Wenn man aber vom 3-fachen von x 4 mal die Zahl y subtrahiert, so erhält man 0.
Bestimme x und y.

Lösung einblenden

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

x +5y = 19 (I) 3x -4y = 0 (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 = 19 | -5y
x = 19 -5y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 19 -5y ) (I) 3x -4y = 0 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 19 -5x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( 19 -5y ) -4y = 0
-15y +57 -4y = 0
-19y +57 = 0 | -57
-19y = -57 |:(-19 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 19 -53

= 19 -15

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|3)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 4

y (y-Wert): 3