Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

3 -2y = -3

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

3 -2y = -3
3 -2y = -3
-2y +3 = -3 | -3
-2y = -6 |:(-2 )
y = 3

Die Lösung ist somit: (3|3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +5y = -10 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-4|2)
denn 5⋅( - 4 ) +52 = -20 +10 = -10

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (1|-3)
denn 5⋅1 +5( - 3 ) = 5 -15 = -10

Oder : (-9|7)
denn 5⋅( - 9 ) +57 = -45 +35 = -10

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

-x = 2 |:(-1 )
x = -2

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3 · ( -2 ) -2y = -4
-6 -2y = -4
-2y -6 = -4 | +6
-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 = 10 (I) x -3y = 7 (II)

Lösung einblenden
2x -4y = 10 (I) x -3y = 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 -3y = 7 | +3y
x = 7 +3y

Als neues LGS erhält man so:

2x -4y = 10 (I) x = ( 7 +3y ) (II)

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

2 · ( 7 +3y ) -4y = 10
14 +6y -4y = 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 +3( -2 )

= 7 -6

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-x +y = -8 (I) -x +3y = -12 (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 +3y = -12 | -3y
-x = -12 -3y |:(-1 )
x = 12 +3y

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 12 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-1 · ( 12 +3y ) + y = -8
-12 -3y + y = -8
-2y -12 = -8 | +12
-2y = 4 |:(-2 )
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 12 +3( -2 )

= 12 -6

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
2 5 x +y = 3 (I) - 2 5 x + 2 3 y = 2 (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:

2 5 x + y = 3
y + 2 5 x = 3 |⋅ 5
5( y + 2 5 x) = 15
5y +2x = 15 | -2x
5y = 15 -2x |:5
y = 3 - 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

- 2 5 x + 2 3 · ( 3 - 2 5 x ) = 2
- 2 5 x +2 - 4 15 x = 2
- 2 3 x +2 = 2 |⋅ 3
3( - 2 3 x +2 ) = 6
-2x +6 = 6 | -6
-2x = 0 |:(-2 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3 - 2 5 ( 0 )

= 3 +0

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (0|3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 1 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 +5y = ?

3x +5y = ?

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

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

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

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x +5y = -3

3x +5y = -2

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

9x +6y = 3 (I) -3x -2y = -1 (II)

Lösung einblenden
9x +6y = 3 (I) -3x -2y = -1 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

9x +6y = 3
6y +9x = 3 | -9x
6y = 3 -9x |:6
y = 1 2 - 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 2 - 3 2 x ) (I) -3x -2y = -1 (II)

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

-3x -2 · ( 1 2 - 3 2 x ) = -1
-3x -1 +3x = -1
-1 = -1 | +1
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 22. Wenn man aber vom 5-fachen von x 6 mal die Zahl y subtrahiert, so erhält man -14. Bestimme x und y.

Lösung einblenden

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

x +5y = 22 (I) 5x -6y = -14 (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 = 22 | -5y
x = 22 -5y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 22 -5y ) (I) 5x -6y = -14 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 22 -5y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

5 · ( 22 -5y ) -6y = -14
110 -25y -6y = -14
-31y +110 = -14 | -110
-31y = -124 |:(-31 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 22 -54

= 22 -20

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|4)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 2

y (y-Wert): 4