Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +5y = -25 .

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

Lösung einblenden

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

5( -2 ) +5y = -25

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

5( -2 ) +5y = -25
-10 +5y = -25
5y -10 = -25 | +10
5y = -15 |:5
y = -3

Die Lösung ist somit: (-2|-3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x +5y = 4 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-7|-2)
denn -2⋅( - 7 ) +5( - 2 ) = 14 -10 = 4

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-2|0)
denn -2⋅( - 2 ) +50 = 4 +0 = 4

Oder : (-12|-4)
denn -2⋅( - 12 ) +5( - 4 ) = 24 -20 = 4

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-3x = 3 (I) -4x -y = 0 (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 = 3 |:(-3 )
x = -1

Als neues LGS erhält man so:

x = -1 (I) -4x -y = 0 (II)

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

-4 · ( -1 ) - y = 0
4 - y = 0
-y +4 = 0 | -4
-y = -4 |:(-1 )
y = 4

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|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +4y = 0 (I) -4x +y = -17 (II)

Lösung einblenden
x +4y = 0 (I) -4x +y = -17 (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 = -17
y -4x = -17 | +4x
y = -17 +4x

Als neues LGS erhält man so:

x +4y = 0 (I) +y = ( -17 +4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -17 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

x + 4 · ( -17 +4x ) = 0
x -68 +16x = 0
17x -68 = 0 | +68
17x = 68 |:17
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -17 +44

= -17 +16

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +3y = -7 (I) -3x +4y = -11 (II)

Lösung einblenden
-2x +3y = -7 (I) -3x +4y = -11 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x +3y = -7
3y -2x = -7 | +2x
3y = -7 +2x |:3
y = - 7 3 + 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 7 3 + 2 3 x ) (I) -3x +4y = -11 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 7 3 + 2 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x + 4 · ( - 7 3 + 2 3 x ) = -11
-3x - 28 3 + 8 3 x = -11
- 1 3 x - 28 3 = -11 |⋅ 3
3( - 1 3 x - 28 3 ) = -33
-x -28 = -33 | +28
-x = -5 |:(-1 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 7 3 + 2 3 5

= - 7 3 + 10 3

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (5|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x -29 = 3x +1 -5y (I)
0 = 5( -x +8 )-3y (II)

Lösung einblenden

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

4x -29 = 3x +1 -5y (I)
0 = 5( -x +8 )-3y (II)
4x -29 = 3x +1 -5y | + 29 -3x +5y (I)
0 = -5x +40 -3y | + 5x +3y (II)
x +5y = 30 (I) 5x +3y = 40 (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 = 30 | -5y
x = 30 -5y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 30 -5y ) (I) 5x +3y = 40 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 30 -5y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

5 · ( 30 -5y ) +3y = 40
150 -25y +3y = 40
-22y +150 = 40 | -150
-22y = -110 |:(-22 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 30 -55

= 30 -25

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 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 +2y = ?

-1x +1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 3 und y = 1 einsetzen und ausrechnen:

2x +2y = 6 +2 = 8

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

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x +2y = 8

-1x +1y = -2

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3 · ( -2 +4y ) +12y = 3
6 -12y +12y = 3
6 = 3 | -6
0 = -3

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 6-fache einer anderen Zahl y addiert, so erhält man 9. Wenn man aber vom 3-fachen von x 7 mal die Zahl y subtrahiert, so erhält man 2. Bestimme x und y.

Lösung einblenden

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

x +6y = 9 (I) 3x -7y = 2 (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 +6y = 9 | -6y
x = 9 -6y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 9 -6y ) (I) 3x -7y = 2 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 9 -6y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( 9 -6y ) -7y = 2
27 -18y -7y = 2
-25y +27 = 2 | -27
-25y = -25 |:(-25 )
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 9 -61

= 9 -6

= 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