Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x -2y = 19 .

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

Lösung einblenden

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

-3x -21 = 19

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-3x -21 = 19
-3x -2 = 19 | +2
-3x = 21 |:(-3 )
x = -7

Die Lösung ist somit: (-7|1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -5y = -20 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (7|-3)
denn -5⋅7 -5( - 3 ) = -35 +15 = -20

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (2|2)
denn -5⋅2 -52 = -10 -10 = -20

Oder : (12|-8)
denn -5⋅12 -5( - 8 ) = -60 +40 = -20

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x -3y = 34 (I) -2y = 12 (II)

Lösung einblenden
4x -3y = 34 (I) -2y = 12 (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 = 12 |:(-2 )
y = -6

Als neues LGS erhält man so:

4x -3y = 34 (I) +y = -6 (II)

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

4x -3 · ( -6 ) = 34
4x +18 = 34 | -18
4x = 16 |:4
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +y = -23 (I) 3x +3y = 6 (II)

Lösung einblenden
-4x +y = -23 (I) 3x +3y = 6 (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:

-4x + y = -23
y -4x = -23 | +4x
y = -23 +4x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -23 +4x ) (I) 3x +3y = 6 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -23 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 3 · ( -23 +4x ) = 6
3x -69 +12x = 6
15x -69 = 6 | +69
15x = 75 |:15
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -23 +45

= -23 +20

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +5y = 2
5y +2x = 2 | -2x
5y = 2 -2x |:5
y = 2 5 - 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3x + 4 · ( 2 5 - 2 5 x ) = 3
3x + 8 5 - 8 5 x = 3
7 5 x + 8 5 = 3 |⋅ 5
5( 7 5 x + 8 5 ) = 15
7x +8 = 15 | -8
7x = 7 |:7
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 2 5 - 2 5 1

= 2 5 - 2 5

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (1|0)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

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

5 -3y = -2( 2x +5 ) (I)
5( x -3 ) = -3y (II)
5 -3y = -4x -10 | -5 +4x (I)
5x -15 = -3y | + 15 +3y (II)
4x -3y = -15 (I) 5x +3y = 15 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -3y = -15
-3y +4x = -15 | -4x
-3y = -15 -4x |:(-3 )
y = 5 + 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 5 + 4 3 x ) (I) 5x +3y = 15 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 5 + 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 3 · ( 5 + 4 3 x ) = 15
5x +15 +4x = 15
9x +15 = 15 | -15
9x = 0 |:9
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 5 + 4 3 0

= 5 +0

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (0|5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 4 und y = -3 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 +5y = ?

2x -3y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 4 und y = -3 einsetzen und ausrechnen:

-2x +5y = -8 -15 = -23

2x -3y = 8 +9 = 17

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x +5y = -23

2x -3y = 17

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-16x +8y = -5
8y -16x = -5 | +16x
8y = -5 +16x |:8
y = - 5 8 +2x

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 5 8 +2x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -2 · ( - 5 8 +2x ) = 2
4x + 5 4 -4x = 2
5 4 = 2 | - 5 4
0 = 3 4

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 5-fache einer anderen Zahl y addiert, so erhält man 12. Wenn man aber vom 6-fachen von x 2 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 = 12 (I) 6x -2y = 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 = 12 | -5y
x = 12 -5y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 12 -5y ) (I) 6x -2y = 8 (II)

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

6 · ( 12 -5y ) -2y = 8
72 -30y -2y = 8
-32y +72 = 8 | -72
-32y = -64 |:(-32 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 12 -52

= 12 -10

= 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