Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

5( -1 ) -5y = 5

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

5( -1 ) -5y = 5
-5 -5y = 5
-5y -5 = 5 | +5
-5y = 10 |:(-5 )
y = -2

Die Lösung ist somit: (-1|-2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x -5y = 60 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (5|-7)
denn 5⋅5 -5( - 7 ) = 25 +35 = 60

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (0|-12)
denn 5⋅0 -5( - 12 ) = 0 +60 = 60

Oder : (10|-2)
denn 5⋅10 -5( - 2 ) = 50 +10 = 60

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

2y = 8 |:2
y = 4

Als neues LGS erhält man so:

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

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

x + 1 · 4 = -2
x +4 = -2 | -4
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -2y = 24 (I) 3x +y = -15 (II)

Lösung einblenden
-4x -2y = 24 (I) 3x +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:

3x + y = -15
y +3x = -15 | -3x
y = -15 -3x

Als neues LGS erhält man so:

-4x -2y = 24 (I) +y = ( -15 -3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -15 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x -2 · ( -15 -3x ) = 24
-4x +30 +6x = 24
2x +30 = 24 | -30
2x = -6 |:2
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -15 -3( -3 )

= -15 +9

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x +y = 10 (I) 3x +y = 8 (II)

Lösung einblenden
5x +y = 10 (I) 3x +y = 8 (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:

3x + y = 8
y +3x = 8 | -3x
y = 8 -3x

Als neues LGS erhält man so:

5x +y = 10 (I) +y = ( 8 -3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 8 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 1 · ( 8 -3x ) = 10
5x +8 -3x = 10
2x +8 = 10 | -8
2x = 2 |:2
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 8 -31

= 8 -3

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (1|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x - y = 2( 6 - y) (I)
-7x -22 = -5x -4( 1 + y) (II)

Lösung einblenden

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

-3x - y = 2( 6 - y) (I)
-7x -22 = -5x -4( 1 + y) (II)
-3x - y = 12 -2y | + 2y (I)
-7x -22 = -5x -4 -4y | + 22 +5x +4y (II)
-3x +y = 12 (I) -2x +4y = 18 (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:

-3x + y = 12
y -3x = 12 | +3x
y = 12 +3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 12 +3x ) (I) -2x +4y = 18 (II)

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

-2x + 4 · ( 12 +3x ) = 18
-2x +48 +12x = 18
10x +48 = 18 | -48
10x = -30 |:10
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 12 +3( -3 )

= 12 -9

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -5 und y = 4 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

Eigentlich kann man die Koeffizienten vor x und y frei wählen, z.B.:

1x +3y = ?

4x +14y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -5 und y = 4 einsetzen und ausrechnen:

1x +3y = -5 +12 = 7

4x +14y = -20 +56 = 36

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x +3y = 7

4x +14y = 36

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

3x -y = -3 (I) -12x +4y = 12 (II)

Lösung einblenden
3x -y = -3 (I) -12x +4y = 12 (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:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 3 +3x ) (I) -12x +4y = 12 (II)

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

-12x + 4 · ( 3 +3x ) = 12
-12x +12 +12x = 12
12 = 12 | -12
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 29. Wenn man aber vom 5-fachen von x 6 mal die Zahl y subtrahiert, so erhält man -10. Bestimme x und y.

Lösung einblenden

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

x +5y = 29 (I) 5x -6y = -10 (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 = 29 | -5y
x = 29 -5y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 29 -5y ) (I) 5x -6y = -10 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 29 -5y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

5 · ( 29 -5y ) -6y = -10
145 -25y -6y = -10
-31y +145 = -10 | -145
-31y = -155 |:(-31 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 29 -55

= 29 -25

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|5)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 4

y (y-Wert): 5