Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x -4y = -30 .

Bestimme x so, dass (x|3) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 3 in die Gleichung ein und erhält:

-3x -43 = -30

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-3x -43 = -30
-3x -12 = -30 | +12
-3x = -18 |:(-3 )
x = 6

Die Lösung ist somit: (6|3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x + y = -15 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-5|5)
denn 4⋅( - 5 ) +15 = -20 +5 = -15

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-4|1)
denn 4⋅( - 4 ) +11 = -16 +1 = -15

Oder : (-6|9)
denn 4⋅( - 6 ) +19 = -24 +9 = -15

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +2y = -6 (I) -3x = -6 (II)

Lösung einblenden
-2x +2y = -6 (I) -3x = -6 (II)

Man erkennt, dass in der 2. 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:

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

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

-2 · 2 +2y = -6
-4 +2y = -6
2y -4 = -6 | +4
2y = -2 |:2
y = -1

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|-1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +4y = 8 (I) 2x +y = 5 (II)

Lösung einblenden
2x +4y = 8 (I) 2x +y = 5 (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:

2x + y = 5
y +2x = 5 | -2x
y = 5 -2x

Als neues LGS erhält man so:

2x +4y = 8 (I) +y = ( 5 -2x ) (II)

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

2x + 4 · ( 5 -2x ) = 8
2x +20 -8x = 8
-6x +20 = 8 | -20
-6x = -12 |:(-6 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 5 -22

= 5 -4

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (2|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -2y = 10 (I) x -2y = 7 (II)

Lösung einblenden
2x -2y = 10 (I) x -2y = 7 (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 = 7 | +2y
x = 7 +2y

Als neues LGS erhält man so:

2x -2y = 10 (I) x = ( 7 +2y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 7 +2y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

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

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 7 +2( -2 )

= 7 -4

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 3 5 x +y = 4 (I) 1 3 x - 1 2 y = - 13 6 (II)

Lösung einblenden
- 3 5 x +y = 4 (I) 1 3 x - 1 2 y = - 13 6 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung kein Koeffizient vor dem y ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach y umstellt:

- 3 5 x + y = 4
y - 3 5 x = 4 |⋅ 5
5( y - 3 5 x) = 20
5y -3x = 20 | +3x
5y = 20 +3x |:5
y = 4 + 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 4 + 3 5 x ) (I) 1 3 x - 1 2 y = - 13 6 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 4 + 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

1 3 x - 1 2 · ( 4 + 3 5 x ) = - 13 6
1 3 x -2 - 3 10 x = - 13 6
1 30 x -2 = - 13 6 |⋅ 30
30( 1 30 x -2 ) = -65
x -60 = -65 | +60
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4 + 3 5 ( -5 )

= 4 -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 = 2 und y = -2 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 +5y = ?

1x -6y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 2 und y = -2 einsetzen und ausrechnen:

-1x +5y = -2 -10 = -12

1x -6y = 2 +12 = 14

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x +5y = -12

1x -6y = 14

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

x -4y = 3 (I) -4x +16y = -10 (II)

Lösung einblenden
x -4y = 3 (I) -4x +16y = -10 (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

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 3 +4y ) (I) -4x +16y = -10 (II)

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

-4 · ( 3 +4y ) +16y = -10
-12 -16y +16y = -10
-12 = -10 | +12
0 = 2

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 5-fache einer anderen Zahl y addiert, so erhält man 17. Wenn man aber vom 4-fachen von x 5 mal die Zahl y subtrahiert, so erhält man -7. Bestimme x und y.

Lösung einblenden

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

x +5y = 17 (I) 4x -5y = -7 (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 = 17 | -5y
x = 17 -5y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 17 -5y ) (I) 4x -5y = -7 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 17 -5y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

4 · ( 17 -5y ) -5y = -7
68 -20y -5y = -7
-25y +68 = -7 | -68
-25y = -75 |:(-25 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 17 -53

= 17 -15

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|3)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 2

y (y-Wert): 3