Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x -5y = -10 .

Bestimme x so, dass (x|2) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 2 in die Gleichung ein und erhält:

-x -52 = -10

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-x -52 = -10
-x -10 = -10 | +10
-x = 0 |:(-1 )
x = 0

Die Lösung ist somit: (0|2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -3y = -14 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (4|6)
denn 1⋅4 -36 = 4 -18 = -14

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (1|5)
denn 1⋅1 -35 = 1 -15 = -14

Oder : (7|7)
denn 1⋅7 -37 = 7 -21 = -14

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +2y = -6 (I) 3x = -18 (II)

Lösung einblenden
3x +2y = -6 (I) 3x = -18 (II)

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

3x = -18 |:3
x = -6

Als neues LGS erhält man so:

3x +2y = -6 (I) x = -6 (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch -6 ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( -6 ) +2y = -6
-18 +2y = -6
2y -18 = -6 | +18
2y = 12 |:2
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -y = -11 (I) x +3y = 13 (II)

Lösung einblenden
3x -y = -11 (I) x +3y = 13 (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 = 13 | -3y
x = 13 -3y

Als neues LGS erhält man so:

3x -y = -11 (I) x = ( 13 -3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 13 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( 13 -3y ) - y = -11
39 -9y - y = -11
-10y +39 = -11 | -39
-10y = -50 |:(-10 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 13 -35

= 13 -15

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +2y = -19 (I) 2x -5y = 0 (II)

Lösung einblenden
3x +2y = -19 (I) 2x -5y = 0 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +2y = -19
2y +3x = -19 | -3x
2y = -19 -3x |:2
y = - 19 2 - 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 19 2 - 3 2 x ) (I) 2x -5y = 0 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 19 2 - 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -5 · ( - 19 2 - 3 2 x ) = 0
2x + 95 2 + 15 2 x = 0
19 2 x + 95 2 = 0 |⋅ 2
2( 19 2 x + 95 2 ) = 0
19x +95 = 0 | -95
19x = -95 |:19
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 19 2 - 3 2 ( -5 )

= - 19 2 + 15 2

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

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

-2x = 4( -1 + y) (I)
5( 2 + y) = 5x (II)
-2x = -4 +4y | -4y (I)
10 +5y = 5x | -10 -5x (II)
-2x -4y = -4 (I) -5x +5y = -10 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 - 1 2 x ) (I) -5x +5y = -10 (II)

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

-5x + 5 · ( 1 - 1 2 x ) = -10
-5x +5 - 5 2 x = -10
- 15 2 x +5 = -10 |⋅ 2
2( - 15 2 x +5 ) = -20
-15x +10 = -20 | -10
-15x = -30 |:(-15 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 - 1 2 2

= 1 -1

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (2|0)

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.:

-1x -3y = ?

2x +3y = ?

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

-1x -3y = -1 +15 = 14

2x +3y = 2 -15 = -13

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -3y = 14

2x +3y = -13

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

8x +8y = 2
8y +8x = 2 | -8x
8y = 2 -8x |:8
y = 1 4 - x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4x -4 · ( 1 4 - x ) = -1
-4x -1 +4x = -1
-1 = -1 | +1
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 20. Wenn man aber vom 2-fachen von x 6 mal die Zahl y subtrahiert, so erhält man -8. Bestimme x und y.

Lösung einblenden

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

x +5y = 20 (I) 2x -6y = -8 (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 = 20 | -5y
x = 20 -5y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 20 -5y ) (I) 2x -6y = -8 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 20 -5y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( 20 -5y ) -6y = -8
40 -10y -6y = -8
-16y +40 = -8 | -40
-16y = -48 |:(-16 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 20 -53

= 20 -15

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|3)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 5

y (y-Wert): 3