Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x +4y = -24 .

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

Lösung einblenden

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

4x +4( -5 ) = -24

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

4x +4( -5 ) = -24
4x -20 = -24 | +20
4x = -4 |:4
x = -1

Die Lösung ist somit: (-1|-5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x - y = -30 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-7|2)
denn 4⋅( - 7 ) -12 = -28 -2 = -30

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-8|-2)
denn 4⋅( - 8 ) -1( - 2 ) = -32 +2 = -30

Oder : (-6|6)
denn 4⋅( - 6 ) -16 = -24 -6 = -30

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung gar kein y mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach x umstellen:

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

Als neues LGS erhält man so:

x = 1 (I) 4x -3y = 13 (II)

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

4 · 1 -3y = 13
4 -3y = 13
-3y +4 = 13 | -4
-3y = 9 |:(-3 )
y = -3

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|-3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x -4y = -20 (I) x +3y = 12 (II)

Lösung einblenden
-2x -4y = -20 (I) x +3y = 12 (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 = 12 | -3y
x = 12 -3y

Als neues LGS erhält man so:

-2x -4y = -20 (I) x = ( 12 -3y ) (II)

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

-2 · ( 12 -3y ) -4y = -20
-24 +6y -4y = -20
2y -24 = -20 | +24
2y = 4 |:2
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 12 -32

= 12 -6

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -3y = 9 (I) 3x -4y = -38 (II)

Lösung einblenden
-4x -3y = 9 (I) 3x -4y = -38 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x -3y = 9
-3y -4x = 9 | +4x
-3y = 9 +4x |:(-3 )
y = -3 - 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -3 - 4 3 x ) (I) 3x -4y = -38 (II)

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

3x -4 · ( -3 - 4 3 x ) = -38
3x +12 + 16 3 x = -38
25 3 x +12 = -38 |⋅ 3
3( 25 3 x +12 ) = -114
25x +36 = -114 | -36
25x = -150 |:25
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -3 - 4 3 ( -6 )

= -3 +8

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2( x -2y) -1 = 3x -14 (I)
2( -x +12 )-2y = 2x (II)

Lösung einblenden

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

2( x -2y) -1 = 3x -14 (I)
2( -x +12 )-2y = 2x (II)
2x -1 -4y = 3x -14 | + 1 -3x (I)
-2x +24 -2y = 2x | -24 -2x (II)
-x -4y = -13 (I) -4x -2y = -24 (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 -4y = -13 | +4y
-x = -13 +4y |:(-1 )
x = 13 -4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 13 -4y ) (I) -4x -2y = -24 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 13 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-4 · ( 13 -4y ) -2y = -24
-52 +16y -2y = -24
14y -52 = -24 | +52
14y = 28 |:14
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 13 -42

= 13 -8

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -3 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.:

1x +1y = ?

-2x -4y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -3 und y = -1 einsetzen und ausrechnen:

1x +1y = -3 -1 = -4

-2x -4y = 6 +4 = 10

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x +1y = -4

-2x -4y = 10

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

12x -12y = -8
-12y +12x = -8 | -12x
-12y = -8 -12x |:(-12 )
y = 2 3 + x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Lösung einblenden

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

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

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 7 -3y ) (I) 4x -4y = 12 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 7 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

4 · ( 7 -3y ) -4y = 12
28 -12y -4y = 12
-16y +28 = 12 | -28
-16y = -16 |:(-16 )
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 7 -31

= 7 -3

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|1)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 4

y (y-Wert): 1