Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x + y = 9 .

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

Lösung einblenden

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

3x + ( -6 ) = 9

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

3x + ( -6 ) = 9
3x -6 = 9 | +6
3x = 15 |:3
x = 5

Die Lösung ist somit: (5|-6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-3|4)
denn -5⋅( - 3 ) -54 = 15 -20 = -5

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-8|9)
denn -5⋅( - 8 ) -59 = 40 -45 = -5

Oder : (2|-1)
denn -5⋅2 -5( - 1 ) = -10 +5 = -5

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x = -4 (I) -3x +2y = 15 (II)

Lösung einblenden
4x = -4 (I) -3x +2y = 15 (II)

Man erkennt, dass in der 1. 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:

x = -1 (I) -3x +2y = 15 (II)

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

-3 · ( -1 ) +2y = 15
3 +2y = 15
2y +3 = 15 | -3
2y = 12 |:2
y = 6

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|6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +y = 11 (I) x +3y = -7 (II)

Lösung einblenden
-3x +y = 11 (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:

-3x +y = 11 (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:

-3 · ( -7 -3y ) + y = 11
21 +9y + y = 11
10y +21 = 11 | -21
10y = -10 |:10
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -7 -3( -1 )

= -7 +3

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +2y = 8 (I) -3x +4y = 13 (II)

Lösung einblenden
-2x +2y = 8 (I) -3x +4y = 13 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x +2y = 8
2y -2x = 8 | +2x
2y = 8 +2x |:2
y = 4 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 4 + x ) (I) -3x +4y = 13 (II)

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

-3x + 4 · ( 4 + x ) = 13
-3x +16 +4x = 13
x +16 = 13 | -16
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4 -3

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +y = -5 (I) - 1 3 x -y = 1 (II)

Lösung einblenden
-x +y = -5 (I) - 1 3 x -y = 1 (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:

- 1 3 x - y = 1
-y - 1 3 x = 1 |⋅ 3
3( -y - 1 3 x) = 3
-3y - x = 3 | + x
-3y = 3 + x |:(-3 )
y = -1 - 1 3 x

Als neues LGS erhält man so:

-x +y = -5 (I) +y = ( -1 - 1 3 x ) (II)

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

-x + 1 · ( -1 - 1 3 x ) = -5
-x -1 - 1 3 x = -5
- 4 3 x -1 = -5 |⋅ 3
3( - 4 3 x -1 ) = -15
-4x -3 = -15 | +3
-4x = -12 |:(-4 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1 - 1 3 3

= -1 -1

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -5 und y = -2 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 +1y = ?

-3x -1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -5 und y = -2 einsetzen und ausrechnen:

-2x +1y = 10 -2 = 8

-3x -1y = 15 +2 = 17

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x +1y = 8

-3x -1y = 17

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-12x -6y = 6 (I) 4x +2y = -2 (II)

Lösung einblenden
-12x -6y = 6 (I) 4x +2y = -2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-12x -6y = 6
-6y -12x = 6 | +12x
-6y = 6 +12x |:(-6 )
y = -1 -2x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4x + 2 · ( -1 -2x ) = -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 5-fache einer anderen Zahl y addiert, so erhält man 28. Wenn man aber vom 4-fachen von x 7 mal die Zahl y subtrahiert, so erhält man -23. Bestimme x und y.

Lösung einblenden

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

x +5y = 28 (I) 4x -7y = -23 (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 = 28 | -5y
x = 28 -5y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 28 -5y ) (I) 4x -7y = -23 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 28 -5y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

4 · ( 28 -5y ) -7y = -23
112 -20y -7y = -23
-27y +112 = -23 | -112
-27y = -135 |:(-27 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 28 -55

= 28 -25

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|5)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 3

y (y-Wert): 5