Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x - y = -11 .

Bestimme x so, dass (x|6) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 6 in die Gleichung ein und erhält:

x - 6 = -11

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

x - 6 = -11
x -6 = -11 | +6
x = -5

Die Lösung ist somit: (-5|6)

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: (-5|3)
denn 5⋅( - 5 ) +53 = -25 +15 = -10

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (0|-2)
denn 5⋅0 +5( - 2 ) = 0 -10 = -10

Oder : (-10|8)
denn 5⋅( - 10 ) +58 = -50 +40 = -10

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +2y = 6 (I) -4x = 4 (II)

Lösung einblenden
2x +2y = 6 (I) -4x = 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:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2 · ( -1 ) +2y = 6
-2 +2y = 6
2y -2 = 6 | +2
2y = 8 |:2
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:

-2x +y = 0 (I) -2x +2y = -2 (II)

Lösung einblenden
-2x +y = 0 (I) -2x +2y = -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:

-2x + y = 0
y -2x = 0 | +2x
y = 2x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2x + 2 · 2x = -2
-2x +4x = -2
2x = -2 |:2
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 2( -1 )

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -4y = -24 (I) -4x -y = -15 (II)

Lösung einblenden
-4x -4y = -24 (I) -4x -y = -15 (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 = -15
-y -4x = -15 | +4x
-y = -15 +4x |:(-1 )
y = 15 -4x

Als neues LGS erhält man so:

-4x -4y = -24 (I) +y = ( 15 -4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 15 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x -4 · ( 15 -4x ) = -24
-4x -60 +16x = -24
12x -60 = -24 | +60
12x = 36 |:12
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 15 -43

= 15 -12

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-y = -5x -14 +3y (I)
-4 +5y = 3x +20 (II)

Lösung einblenden

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

-y = -5x -14 +3y | + 5x -3y (I)
-4 +5y = 3x +20 | + 4 -3x (II)
5x -4y = -14 (I) -3x +5y = 24 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -4y = -14
-4y +5x = -14 | -5x
-4y = -14 -5x |:(-4 )
y = 7 2 + 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 7 2 + 5 4 x ) (I) -3x +5y = 24 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 7 2 + 5 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x + 5 · ( 7 2 + 5 4 x ) = 24
-3x + 35 2 + 25 4 x = 24
13 4 x + 35 2 = 24 |⋅ 4
4( 13 4 x + 35 2 ) = 96
13x +70 = 96 | -70
13x = 26 |:13
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 7 2 + 5 4 2

= 7 2 + 5 2

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (2|6)

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.:

-2x -5y = ?

-1x -1y = ?

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

-2x -5y = 2 +25 = 27

-1x -1y = 1 +5 = 6

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x -5y = 27

-1x -1y = 6

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
3x +9y = 3 (I) -x -3y = -1 (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 = -1 | +3y
-x = -1 +3y |:(-1 )
x = 1 -3y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3 · ( 1 -3y ) +9y = 3
3 -9y +9y = 3
3 = 3 | -3
0 = 0

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

Diese Gleichung ist für jeden Wert von y 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 6. Wenn man aber vom 5-fachen von x 5 mal die Zahl y subtrahiert, so erhält man 5. Bestimme x und y.

Lösung einblenden

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

x +4y = 6 (I) 5x -5y = 5 (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 = 6 | -4y
x = 6 -4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 6 -4y ) (I) 5x -5y = 5 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 6 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

5 · ( 6 -4y ) -5y = 5
30 -20y -5y = 5
-25y +30 = 5 | -30
-25y = -25 |:(-25 )
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 6 -41

= 6 -4

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|1)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 2

y (y-Wert): 1