Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x +2y = -11 .

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⋅3 +2y = -11

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-3⋅3 +2y = -11
-9 +2y = -11
2y -9 = -11 | +9
2y = -2 |:2
y = -1

Die Lösung ist somit: (3|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-3|-3)
denn 3⋅( - 3 ) -2⋅( - 3 ) = -9 +6 = -3

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-5|-6)
denn 3⋅( - 5 ) -2⋅( - 6 ) = -15 +12 = -3

Oder : (-1|0)
denn 3⋅( - 1 ) -2⋅0 = -3 +0 = -3

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung ja schon das y gegeben ist.

y = -2


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

4x -1 · ( -2 ) = 22
4x +2 = 22 | -2
4x = 20 |:4
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -4y = -2 (I) -x +3y = 1 (II)

Lösung einblenden
x -4y = -2 (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:

x -4y = -2 (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:

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

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -1 +3⋅1

= -1 +3

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x -4y = 5 (I) 4x -5y = -45 (II)

Lösung einblenden
-5x -4y = 5 (I) 4x -5y = -45 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 5 4 - 5 4 x ) (I) 4x -5y = -45 (II)

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

4x -5 · ( - 5 4 - 5 4 x ) = -45
4x + 25 4 + 25 4 x = -45
41 4 x + 25 4 = -45 |⋅ 4
4( 41 4 x + 25 4 ) = -180
41x +25 = -180 | -25
41x = -205 |:41
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 5 4 - 5 4 ⋅( -5 )

= - 5 4 + 25 4

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

34 +5y = x (I)
3( -x +7 )+6y = 5( -x +1 )+2y (II)

Lösung einblenden

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

34 +5y = x (I)
3( -x +7 )+6y = 5( -x +1 )+2y (II)
34 +5y = x | -34 - x (I)
-3x +21 +6y = -5x +5 +2y | -21 +5x -2y (II)
-x +5y = -34 (I) 2x +4y = -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 +5y = -34 | -5y
-x = -34 -5y |:(-1 )
x = 34 +5y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 34 +5y ) (I) 2x +4y = -16 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 34 +5y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( 34 +5y ) +4y = -16
68 +10y +4y = -16
14y +68 = -16 | -68
14y = -84 |:14
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 34 +5⋅( -6 )

= 34 -30

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 und y = 3 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 = 3 und y = 3 einsetzen und ausrechnen:

4x +4y = 12 +12 = 24

7x +6y = 21 +18 = 39

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

4x +4y = 24

7x +6y = 39

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 2 - 1 2 x ) (I) 8x +16y = 8 (II)

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

8x + 16 · ( 1 2 - 1 2 x ) = 8
8x +8 -8x = 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 2-fache einer anderen Zahl y addiert, so erhält man 5. Wenn man aber vom 5-fachen von x 4 mal die Zahl y subtrahiert, so erhält man -3. Bestimme x und y.

Lösung einblenden

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

5 · ( 5 -2y ) -4y = -3
25 -10y -4y = -3
-14y +25 = -3 | -25
-14y = -28 |:(-14 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 5 -2⋅2

= 5 -4

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|2)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 1

y (y-Wert): 2