Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -4y = 23 .

Bestimme x so, dass (x|-5) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -5 in die Gleichung ein und erhält:

x -4( -5 ) = 23

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

x -4( -5 ) = 23
x +20 = 23 | -20
x = 3

Die Lösung ist somit: (3|-5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -2y = 43 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-7|-4)
denn -5⋅( - 7 ) -2( - 4 ) = 35 +8 = 43

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-9|1)
denn -5⋅( - 9 ) -21 = 45 -2 = 43

Oder : (-5|-9)
denn -5⋅( - 5 ) -2( - 9 ) = 25 +18 = 43

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +4y = 20 (I) -3y = -6 (II)

Lösung einblenden
-4x +4y = 20 (I) -3y = -6 (II)

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

-3y = -6 |:(-3 )
y = 2

Als neues LGS erhält man so:

-4x +4y = 20 (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:

-4x + 4 · 2 = 20
-4x +8 = 20 | -8
-4x = 12 |:(-4 )
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:

4x +4y = 12 (I) -4x +y = -17 (II)

Lösung einblenden
4x +4y = 12 (I) -4x +y = -17 (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 = -17
y -4x = -17 | +4x
y = -17 +4x

Als neues LGS erhält man so:

4x +4y = 12 (I) +y = ( -17 +4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -17 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 4 · ( -17 +4x ) = 12
4x -68 +16x = 12
20x -68 = 12 | +68
20x = 80 |:20
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -17 +44

= -17 +16

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x -2y = 0 (I) -3x -5y = 0 (II)

Lösung einblenden
5x -2y = 0 (I) -3x -5y = 0 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -2y = 0
-2y +5x = 0 | -5x
-2y = -5x |:(-2 )
y = 5 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = 5 2 x (I) -3x -5y = 0 (II)

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

-3x -5 · 5 2 x = 0
-3x - 25 2 x = 0
- 31 2 x = 0 |⋅ 2
-31x = 0 |:(-31 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 5 2 ( 0 )

= 0

also

y = -0

Die Lösung des LGS ist damit: (0|-0)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +3( 1 + y) = x -33 (I)
-x +3y = -5x +2( 7 - 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:

-4x +3( 1 + y) = x -33 (I)
-x +3y = -5x +2( 7 - y) (II)
-4x +3 +3y = x -33 | -3 - x (I)
-x +3y = -5x +14 -2y | + 5x +2y (II)
-5x +3y = -36 (I) 4x +5y = 14 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x +3y = -36
3y -5x = -36 | +5x
3y = -36 +5x |:3
y = -12 + 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -12 + 5 3 x ) (I) 4x +5y = 14 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -12 + 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 5 · ( -12 + 5 3 x ) = 14
4x -60 + 25 3 x = 14
37 3 x -60 = 14 |⋅ 3
3( 37 3 x -60 ) = 42
37x -180 = 42 | +180
37x = 222 |:37
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -12 + 5 3 6

= -12 +10

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-2)

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.:

3x -3y = ?

-1x -1y = ?

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

3x -3y = 3 -15 = -12

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

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

3x -3y = -12

-1x -1y = -6

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

x +2y = 3 (I) -4x -8y = -12 (II)

Lösung einblenden
x +2y = 3 (I) -4x -8y = -12 (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 = 3 | -2y
x = 3 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 3 -2y ) (I) -4x -8y = -12 (II)

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

-4 · ( 3 -2y ) -8y = -12
-12 +8y -8y = -12
-12 = -12 | +12
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 3-fache einer anderen Zahl y addiert, so erhält man 8. Wenn man aber vom 5-fachen von x 7 mal die Zahl y subtrahiert, so erhält man -4. Bestimme x und y.

Lösung einblenden

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

x +3y = 8 (I) 5x -7y = -4 (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 +3y = 8 | -3y
x = 8 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 8 -3y ) (I) 5x -7y = -4 (II)

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

5 · ( 8 -3y ) -7y = -4
40 -15y -7y = -4
-22y +40 = -4 | -40
-22y = -44 |:(-22 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 8 -32

= 8 -6

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|2)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 2

y (y-Wert): 2