Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

-2( -7 ) + y = 12

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-2( -7 ) + y = 12
14 + y = 12
y +14 = 12 | -14
y = -2

Die Lösung ist somit: (-7|-2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (1|6)
denn -2⋅1 +26 = -2 +12 = 10

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (3|8)
denn -2⋅3 +28 = -6 +16 = 10

Oder : (-1|4)
denn -2⋅( - 1 ) +24 = 2 +8 = 10

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3y = -9 (I) -4x -3y = -1 (II)

Lösung einblenden
-3y = -9 (I) -4x -3y = -1 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung gar kein x mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach y umstellen:

-3y = -9 |:(-3 )
y = 3

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4x -3 · 3 = -1
-4x -9 = -1 | +9
-4x = 8 |:(-4 )
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -2y = 0 (I) 4x -2y = 12 (II)

Lösung einblenden
x -2y = 0 (I) 4x -2y = 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 -2y = 0 | +2y
x = 2y

Als neues LGS erhält man so:

x = 2 y (I) 4x -2y = 12 (II)

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

4 · 2y -2y = 12
8y -2y = 12
6y = 12 |:6
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 22

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -4y = 14 (I) -x +4y = -18 (II)

Lösung einblenden
-x -4y = 14 (I) -x +4y = -18 (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 = -18 | -4y
-x = -18 -4y |:(-1 )
x = 18 +4y

Als neues LGS erhält man so:

-x -4y = 14 (I) x = ( 18 +4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 18 +4x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-1 · ( 18 +4y ) -4y = 14
-4y -18 -4y = 14
-8y -18 = 14 | +18
-8y = 32 |:(-8 )
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 18 +4( -4 )

= 18 -16

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2y = -5( x + y) +18 (I)
2( -9 +2y) = 3x + 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:

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +3y = 18
3y +5x = 18 | -5x
3y = 18 -5x |:3
y = 6 - 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 6 - 5 3 x ) (I) -3x +3y = 18 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 6 - 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x + 3 · ( 6 - 5 3 x ) = 18
-3x -5x +18 = 18
-8x +18 = 18 | -18
-8x = 0 |:(-8 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 6 - 5 3 ( 0 )

= 6 +0

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (0|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 und y = -5 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

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

-1x -1y = ?

3x +1y = ?

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

-1x -1y = -3 +5 = 2

3x +1y = 9 -5 = 4

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -1y = 2

3x +1y = 4

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +2y = 2
2y +2x = 2 | -2x
2y = 2 -2x |:2
y = 1 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 - x ) (I) -8x -8y = -8 (II)

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

-8x -8 · ( 1 - x ) = -8
-8x +8x -8 = -8
-8 = -8 | +8
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 5-fache einer anderen Zahl y addiert, so erhält man 10.
Wenn man aber vom 2-fachen von x 6 mal die Zahl y subtrahiert, so erhält man 4.
Bestimme x und y.

Lösung einblenden

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

x +5y = 10 (I) 2x -6y = 4 (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 = 10 | -5y
x = 10 -5y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 10 -5y ) (I) 2x -6y = 4 (II)

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

2 · ( 10 -5y ) -6y = 4
-10y +20 -6y = 4
-16y +20 = 4 | -20
-16y = -16 |:(-16 )
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 10 -51

= 10 -5

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|1)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 5

y (y-Wert): 1