Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x +5y = 7 .

Bestimme x so, dass (x|-1) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -1 in die Gleichung ein und erhält:

-4x +5⋅( -1 ) = 7

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-4x +5⋅( -1 ) = 7
-4x -5 = 7 | +5
-4x = 12 |:(-4 )
x = -3

Die Lösung ist somit: (-3|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x -3y = -12 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (0|4)
denn 5⋅0 -3⋅4 = 0 -12 = -12

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-3|-1)
denn 5⋅( - 3 ) -3⋅( - 1 ) = -15 +3 = -12

Oder : (3|9)
denn 5⋅3 -3⋅9 = 15 -27 = -12

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

-4y = 8 |:(-4 )
y = -2

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3x + 3 · ( -2 ) = 3
3x -6 = 3 | +6
3x = 9 |:3
x = 3

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: (3|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
3x +4y = -1 (I) x +2y = -3 (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 +2y = -3 | -2y
x = -3 -2y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3 · ( -3 -2y ) +4y = -1
-9 -6y +4y = -1
-2y -9 = -1 | +9
-2y = 8 |:(-2 )
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -3 -2⋅( -4 )

= -3 +8

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +y = -8 (I) 4x -5y = 16 (II)

Lösung einblenden
-2x +y = -8 (I) 4x -5y = 16 (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 = -8
y -2x = -8 | +2x
y = -8 +2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -8 +2x ) (I) 4x -5y = 16 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -8 +2x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -5 · ( -8 +2x ) = 16
4x +40 -10x = 16
-6x +40 = 16 | -40
-6x = -24 |:(-6 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -8 +2⋅4

= -8 +8

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (4|0)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3 5 x + 3 4 y = 3 4 (I) - 1 3 x - 1 3 y = - 2 3 (II)

Lösung einblenden
3 5 x + 3 4 y = 3 4 (I) - 1 3 x - 1 3 y = - 2 3 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3 5 x + 3 4 y = 3 4
3 4 y + 3 5 x = 3 4 |⋅ 20
20( 3 4 y + 3 5 x) = 15
15y +12x = 15 | -12x
15y = 15 -12x |:15
y = 1 - 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 - 4 5 x ) (I) - 1 3 x - 1 3 y = - 2 3 (II)

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

- 1 3 x - 1 3 · ( 1 - 4 5 x ) = - 2 3
- 1 3 x - 1 3 + 4 15 x = - 2 3
- 1 15 x - 1 3 = - 2 3 |⋅ 15
15( - 1 15 x - 1 3 ) = -10
-x -5 = -10 | +5
-x = -5 |:(-1 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 - 4 5 ⋅5

= 1 -4

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -4 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 -2y = ?

1x +2y = ?

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

-2x -2y = 8 -2 = 6

1x +2y = -4 +2 = -2

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x -2y = 6

1x +2y = -2

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 3 4 - 1 2 x ) (I) 4x +8y = -3 (II)

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

4x + 8 · ( - 3 4 - 1 2 x ) = -3
4x -6 -4x = -3
-6 = -3 | +6
0 = 3

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Da diese Gleichung keine Lösung hat, ist auch die Lösungsmenge des LGS leer.

LGS Anwendungen

Beispiel:

Wenn man zu einer Zahl x das 2-fache einer anderen Zahl y addiert, so erhält man 9. Wenn man aber vom 6-fachen von x 5 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 = 9 (I) 6x -5y = 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 = 9 | -2y
x = 9 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 9 -2y ) (I) 6x -5y = 3 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 9 -2y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

6 · ( 9 -2y ) -5y = 3
54 -12y -5y = 3
-17y +54 = 3 | -54
-17y = -51 |:(-17 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 9 -2⋅3

= 9 -6

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|3)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 3

y (y-Wert): 3