Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x +3y = -10 .

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

Lösung einblenden

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

21 +3y = -10

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

21 +3y = -10
2 +3y = -10
3y +2 = -10 | -2
3y = -12 |:3
y = -4

Die Lösung ist somit: (1|-4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x -2y = 8 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-4|-2)
denn -1⋅( - 4 ) -2( - 2 ) = 4 +4 = 8

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-6|-1)
denn -1⋅( - 6 ) -2( - 1 ) = 6 +2 = 8

Oder : (-2|-3)
denn -1⋅( - 2 ) -2( - 3 ) = 2 +6 = 8

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x = -15 (I) 4x +3y = 11 (II)

Lösung einblenden
-3x = -15 (I) 4x +3y = 11 (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 = -15 |:(-3 )
x = 5

Als neues LGS erhält man so:

x = 5 (I) 4x +3y = 11 (II)

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

4 · 5 +3y = 11
20 +3y = 11
3y +20 = 11 | -20
3y = -9 |:3
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +2y = 7 (I) x -4y = -5 (II)

Lösung einblenden
x +2y = 7 (I) x -4y = -5 (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 -4y = -5 | +4y
x = -5 +4y

Als neues LGS erhält man so:

x +2y = 7 (I) x = ( -5 +4y ) (II)

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

1 · ( -5 +4y ) +2y = 7
-5 +4y +2y = 7
6y -5 = 7 | +5
6y = 12 |:6
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -5 +42

= -5 +8

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x -4y = 26 (I) -2x +5y = 17 (II)

Lösung einblenden
-5x -4y = 26 (I) -2x +5y = 17 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x -4y = 26
-4y -5x = 26 | +5x
-4y = 26 +5x |:(-4 )
y = - 13 2 - 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 13 2 - 5 4 x ) (I) -2x +5y = 17 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 13 2 - 5 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x + 5 · ( - 13 2 - 5 4 x ) = 17
-2x - 65 2 - 25 4 x = 17
- 33 4 x - 65 2 = 17 |⋅ 4
4( - 33 4 x - 65 2 ) = 68
-33x -130 = 68 | +130
-33x = 198 |:(-33 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 13 2 - 5 4 ( -6 )

= - 13 2 + 15 2

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-10 = -3x -5y (I)
-x = -8 -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:

-10 = -3x -5y | + 10 +3x +5y (I)
-x = -8 -3y | + 3y (II)
3x +5y = 10 (I) -x +3y = -8 (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 = -8 | -3y
-x = -8 -3y |:(-1 )
x = 8 +3y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3 · ( 8 +3y ) +5y = 10
24 +9y +5y = 10
14y +24 = 10 | -24
14y = -14 |:14
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 8 +3( -1 )

= 8 -3

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -3 und y = -2 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

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

5x +2y = ?

7x +6y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -3 und y = -2 einsetzen und ausrechnen:

5x +2y = -15 -4 = -19

7x +6y = -21 -12 = -33

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

5x +2y = -19

7x +6y = -33

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
-3x +2y = -1 (I) 6x -4y = 2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x +2y = -1
2y -3x = -1 | +3x
2y = -1 +3x |:2
y = - 1 2 + 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

6x -4 · ( - 1 2 + 3 2 x ) = 2
6x +2 -6x = 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 16. Wenn man aber vom 6-fachen von x 4 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 +3y = 16 (I) 6x -4y = 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 +3y = 16 | -3y
x = 16 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 16 -3y ) (I) 6x -4y = 8 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 16 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

6 · ( 16 -3y ) -4y = 8
96 -18y -4y = 8
-22y +96 = 8 | -96
-22y = -88 |:(-22 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 16 -34

= 16 -12

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|4)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 4

y (y-Wert): 4