Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -4y = 22 .

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

Lösung einblenden

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

32 -4y = 22

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

32 -4y = 22
6 -4y = 22
-4y +6 = 22 | -6
-4y = 16 |:(-4 )
y = -4

Die Lösung ist somit: (2|-4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -4y = -40 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (4|5)
denn -5⋅4 -45 = -20 -20 = -40

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (0|10)
denn -5⋅0 -410 = 0 -40 = -40

Oder : (8|0)
denn -5⋅8 -40 = -40 +0 = -40

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -2y = -24 (I) -x = -4 (II)

Lösung einblenden
-4x -2y = -24 (I) -x = -4 (II)

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

-x = -4 |:(-1 )
x = 4

Als neues LGS erhält man so:

-4x -2y = -24 (I) x = 4 (II)

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

-4 · 4 -2y = -24
-16 -2y = -24
-2y -16 = -24 | +16
-2y = -8 |:(-2 )
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 +y = 17 (I) -3x +y = -19 (II)

Lösung einblenden
3x +y = 17 (I) -3x +y = -19 (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 = -19
y -3x = -19 | +3x
y = -19 +3x

Als neues LGS erhält man so:

3x +y = 17 (I) +y = ( -19 +3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -19 +3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 1 · ( -19 +3x ) = 17
3x -19 +3x = 17
6x -19 = 17 | +19
6x = 36 |:6
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -19 +36

= -19 +18

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x -5y = 21 (I) -2x -3y = 17 (II)

Lösung einblenden
4x -5y = 21 (I) -2x -3y = 17 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -5y = 21
-5y +4x = 21 | -4x
-5y = 21 -4x |:(-5 )
y = - 21 5 + 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 21 5 + 4 5 x ) (I) -2x -3y = 17 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 21 5 + 4 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x -3 · ( - 21 5 + 4 5 x ) = 17
-2x + 63 5 - 12 5 x = 17
- 22 5 x + 63 5 = 17 |⋅ 5
5( - 22 5 x + 63 5 ) = 85
-22x +63 = 85 | -63
-22x = 22 |:(-22 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 21 5 + 4 5 ( -1 )

= - 21 5 - 4 5

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 3 2 x +3y = 21 2 (I) x + 2 5 y = 13 5 (II)

Lösung einblenden
- 3 2 x +3y = 21 2 (I) x + 2 5 y = 13 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 + 2 5 y = 13 5 |⋅ 5
5( x + 2 5 y) = 13
5x +2y = 13 | -2y
5x = 13 -2y |:5
x = 13 5 - 2 5 y

Als neues LGS erhält man so:

- 3 2 x +3y = 21 2 (I) x = ( 13 5 - 2 5 y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 13 5 - 2 5 y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

- 3 2 · ( 13 5 - 2 5 y ) +3y = 21 2
- 39 10 + 3 5 y +3y = 21 2
18 5 y - 39 10 = 21 2 |⋅ 10
10( 18 5 y - 39 10 ) = 105
36y -39 = 105 | +39
36y = 144 |:36
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 13 5 - 2 5 4

= 13 5 - 8 5

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

5x -5y = ?

4x -7y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 1 und y = -4 einsetzen und ausrechnen:

5x -5y = 5 +20 = 25

4x -7y = 4 +28 = 32

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

5x -5y = 25

4x -7y = 32

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

16x -12y = 8 (I) -4x +3y = -2 (II)

Lösung einblenden
16x -12y = 8 (I) -4x +3y = -2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

16x -12y = 8
-12y +16x = 8 | -16x
-12y = 8 -16x |:(-12 )
y = - 2 3 + 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4x + 3 · ( - 2 3 + 4 3 x ) = -2
-4x -2 +4x = -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 4-fache einer anderen Zahl y addiert, so erhält man 12. Wenn man aber vom 5-fachen von x 2 mal die Zahl y subtrahiert, so erhält man 16. Bestimme x und y.

Lösung einblenden

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

x +4y = 12 (I) 5x -2y = 16 (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 = 12 | -4y
x = 12 -4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 12 -4y ) (I) 5x -2y = 16 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 12 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

5 · ( 12 -4y ) -2y = 16
60 -20y -2y = 16
-22y +60 = 16 | -60
-22y = -44 |:(-22 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 12 -42

= 12 -8

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|2)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 4

y (y-Wert): 2