Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -2y = 10 .

Bestimme x so, dass (x|-2) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -2 in die Gleichung ein und erhält:

x -2( -2 ) = 10

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

x -2( -2 ) = 10
x +4 = 10 | -4
x = 6

Die Lösung ist somit: (6|-2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -2y = -3 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-1|1)
denn 1⋅( - 1 ) -21 = -1 -2 = -3

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-3|0)
denn 1⋅( - 3 ) -20 = -3 +0 = -3

Oder : (1|2)
denn 1⋅1 -22 = 1 -4 = -3

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x = 12 (I) 4x +3y = 28 (II)

Lösung einblenden
3x = 12 (I) 4x +3y = 28 (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 = 12 |:3
x = 4

Als neues LGS erhält man so:

x = 4 (I) 4x +3y = 28 (II)

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

4 · 4 +3y = 28
16 +3y = 28
3y +16 = 28 | -16
3y = 12 |:3
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-3x -2y = 13 (I) x -4y = 5 (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 = 5 | +4y
x = 5 +4y

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 5 +4x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-3 · ( 5 +4y ) -2y = 13
-12y -15 -2y = 13
-14y -15 = 13 | +15
-14y = 28 |:(-14 )
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 5 +4( -2 )

= 5 -8

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -2y = 8 (I) -3x +y = -10 (II)

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

-3x + y = -10
y -3x = -10 | +3x
y = -10 +3x

Als neues LGS erhält man so:

2x -2y = 8 (I) +y = ( -10 +3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -10 +3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -2 · ( -10 +3x ) = 8
2x -6x +20 = 8
-4x +20 = 8 | -20
-4x = -12 |:(-4 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -10 +33

= -10 +9

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5( x +9 )+5y = 0 (I)
x -13 = 2( 2x +1 ) + y (II)

Lösung einblenden

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

-5( x +9 )+5y = 0 (I)
x -13 = 2( 2x +1 ) + y (II)
-5x -45 +5y = 0 | + 45 (I)
x -13 = 4x +2 + y | + 13 -4x - y (II)
-5x +5y = 45 (I) -3x -y = 15 (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:

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

Als neues LGS erhält man so:

-5x +5y = 45 (I) +y = ( -15 -3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -15 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x + 5 · ( -15 -3x ) = 45
-5x -15x -75 = 45
-20x -75 = 45 | +75
-20x = 120 |:(-20 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -15 -3( -6 )

= -15 +18

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -5 und y = 4 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 +1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -5 und y = 4 einsetzen und ausrechnen:

-2x +1y = 10 +4 = 14

1x +1y = -5 +4 = -1

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x +1y = 14

1x +1y = -1

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-8x -4y = -4
-4y -8x = -4 | +8x
-4y = -4 +8x |:(-4 )
y = 1 -2x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

Diese Gleichung ist für jeden Wert von x 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 20.
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 = 20 (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 = 20 | -3y
x = 20 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 20 -3y ) (I) 3x -4y = -5 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 20 -3x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( 20 -3y ) -4y = -5
-9y +60 -4y = -5
-13y +60 = -5 | -60
-13y = -65 |:(-13 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 20 -35

= 20 -15

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|5)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 5

y (y-Wert): 5