Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -4y = -19 .

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

Lösung einblenden

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

-53 -4y = -19

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-53 -4y = -19
-15 -4y = -19
-4y -15 = -19 | +15
-4y = -4 |:(-4 )
y = 1

Die Lösung ist somit: (3|1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +3y = -12 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-6|6)
denn 5⋅( - 6 ) +36 = -30 +18 = -12

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-3|1)
denn 5⋅( - 3 ) +31 = -15 +3 = -12

Oder : (-9|11)
denn 5⋅( - 9 ) +311 = -45 +33 = -12

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

4y = 16 |:4
y = 4

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3x + 1 · 4 = 16
-3x +4 = 16 | -4
-3x = 12 |:(-3 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +y = -14 (I) 4x -y = 22 (II)

Lösung einblenden
-2x +y = -14 (I) 4x -y = 22 (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 = 22
-y +4x = 22 | -4x
-y = 22 -4x |:(-1 )
y = -22 +4x

Als neues LGS erhält man so:

-2x +y = -14 (I) +y = ( -22 +4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -22 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x + 1 · ( -22 +4x ) = -14
-2x -22 +4x = -14
2x -22 = -14 | +22
2x = 8 |:2
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -22 +44

= -22 +16

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -4y = 14 (I) -4x +5y = -25 (II)

Lösung einblenden
2x -4y = 14 (I) -4x +5y = -25 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -4y = 14
-4y +2x = 14 | -2x
-4y = 14 -2x |:(-4 )
y = - 7 2 + 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 7 2 + 1 2 x ) (I) -4x +5y = -25 (II)

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

-4x + 5 · ( - 7 2 + 1 2 x ) = -25
-4x - 35 2 + 5 2 x = -25
- 3 2 x - 35 2 = -25 |⋅ 2
2( - 3 2 x - 35 2 ) = -50
-3x -35 = -50 | +35
-3x = -15 |:(-3 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 7 2 + 1 2 5

= - 7 2 + 5 2

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -2( 9 +2y) = 0 (I)
4( -x + y) = x +22 +7y (II)

Lösung einblenden

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

-x -2( 9 +2y) = 0 (I)
4( -x + y) = x +22 +7y (II)
-x -18 -4y = 0 | + 18 (I)
-4x +4y = x +22 +7y | -x -7y (II)
-x -4y = 18 (I) -5x -3y = 22 (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 = 18 | +4y
-x = 18 +4y |:(-1 )
x = -18 -4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -18 -4y ) (I) -5x -3y = 22 (II)

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

-5 · ( -18 -4y ) -3y = 22
90 +20y -3y = 22
17y +90 = 22 | -90
17y = -68 |:17
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -18 -4( -4 )

= -18 +16

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -1 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.:

4x +4y = ?

7x +6y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -1 und y = -5 einsetzen und ausrechnen:

4x +4y = -4 -20 = -24

7x +6y = -7 -30 = -37

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

4x +4y = -24

7x +6y = -37

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x +3y = -2 (I) 12x -12y = 8 (II)

Lösung einblenden
-3x +3y = -2 (I) 12x -12y = 8 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 2 3 + x ) (I) 12x -12y = 8 (II)

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

12x -12 · ( - 2 3 + x ) = 8
12x +8 -12x = 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 4-fache einer anderen Zahl y addiert, so erhält man 22. Wenn man aber vom 4-fachen von x 3 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 +4y = 22 (I) 4x -3y = -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 +4y = 22 | -4y
x = 22 -4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 22 -4y ) (I) 4x -3y = -7 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 22 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

4 · ( 22 -4y ) -3y = -7
88 -16y -3y = -7
-19y +88 = -7 | -88
-19y = -95 |:(-19 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 22 -45

= 22 -20

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|5)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 2

y (y-Wert): 5