Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x + y = 12 .

Bestimme x so, dass (x|4) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 4 in die Gleichung ein und erhält:

2x + 4 = 12

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

2x + 4 = 12
2x +4 = 12 | -4
2x = 8 |:2
x = 4

Die Lösung ist somit: (4|4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x +4y = -38 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-5|-7)
denn 2⋅( - 5 ) +4( - 7 ) = -10 -28 = -38

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|-9)
denn 2⋅( - 1 ) +4( - 9 ) = -2 -36 = -38

Oder : (-9|-5)
denn 2⋅( - 9 ) +4( - 5 ) = -18 -20 = -38

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -y = 0 (I) 2x = -2 (II)

Lösung einblenden
3x -y = 0 (I) 2x = -2 (II)

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

2x = -2 |:2
x = -1

Als neues LGS erhält man so:

3x -y = 0 (I) x = -1 (II)

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

3 · ( -1 ) - y = 0
-3 - y = 0
-y -3 = 0 | +3
-y = 3 |:(-1 )
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -1 -2( -2 )

= -1 +4

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +2y = 12 (I) 5x -2y = -5 (II)

Lösung einblenden
2x +2y = 12 (I) 5x -2y = -5 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +2y = 12
2y +2x = 12 | -2x
2y = 12 -2x |:2
y = 6 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 6 - x ) (I) 5x -2y = -5 (II)

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

5x -2 · ( 6 - x ) = -5
5x +2x -12 = -5
7x -12 = -5 | +12
7x = 7 |:7
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 6 - 1

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (1|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x = x +2( 9 + y) (I)
-5x -24 = -x -5y (II)

Lösung einblenden

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

-2x = x +2( 9 + y) (I)
-5x -24 = -x -5y (II)
-2x = x +18 +2y | -x -2y (I)
-5x -24 = -x -5y | + 24 + x +5y (II)
-3x -2y = 18 (I) -4x +5y = 24 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x -2y = 18
-2y -3x = 18 | +3x
-2y = 18 +3x |:(-2 )
y = -9 - 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -9 - 3 2 x ) (I) -4x +5y = 24 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -9 - 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x + 5 · ( -9 - 3 2 x ) = 24
-4x - 15 2 x -45 = 24
- 23 2 x -45 = 24 |⋅ 2
2( - 23 2 x -45 ) = 48
-23x -90 = 48 | +90
-23x = 138 |:(-23 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -9 - 3 2 ( -6 )

= -9 +9

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|0)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -4 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.:

-2x +1y = ?

-1x +3y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -4 und y = 3 einsetzen und ausrechnen:

-2x +1y = 8 +3 = 11

-1x +3y = 4 +9 = 13

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x +1y = 11

-1x +3y = 13

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-x -4y = -3 (I) 4x +16y = 12 (II)

Lösung einblenden
-x -4y = -3 (I) 4x +16y = 12 (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 = -3 | +4y
-x = -3 +4y |:(-1 )
x = 3 -4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 3 -4y ) (I) 4x +16y = 12 (II)

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

4 · ( 3 -4y ) +16y = 12
-16y +12 +16y = 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 3-fache einer anderen Zahl y addiert, so erhält man 6.
Wenn man aber vom 3-fachen von x 4 mal die Zahl y subtrahiert, so erhält man 5.
Bestimme x und y.

Lösung einblenden

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

x +3y = 6 (I) 3x -4y = 5 (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 = 6 | -3y
x = 6 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 6 -3y ) (I) 3x -4y = 5 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 6 -3x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( 6 -3y ) -4y = 5
-9y +18 -4y = 5
-13y +18 = 5 | -18
-13y = -13 |:(-13 )
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 6 -31

= 6 -3

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|1)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 3

y (y-Wert): 1