Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme x so, dass (x|6) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 6 in die Gleichung ein und erhält:

-x +46 = 30

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-x +46 = 30
-x +24 = 30 | -24
-x = 6 |:(-1 )
x = -6

Die Lösung ist somit: (-6|6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -2y = -7 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (1|1)
denn -5⋅1 -21 = -5 -2 = -7

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|6)
denn -5⋅( - 1 ) -26 = 5 -12 = -7

Oder : (3|-4)
denn -5⋅3 -2( - 4 ) = -15 +8 = -7

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -2y = -3 (I) 3x = 15 (II)

Lösung einblenden
-x -2y = -3 (I) 3x = 15 (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 = 15 |:3
x = 5

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-1 · 5 -2y = -3
-5 -2y = -3
-2y -5 = -3 | +5
-2y = 2 |:(-2 )
y = -1

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|-1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +3y = -15 (I) -3x +3y = -27 (II)

Lösung einblenden
x +3y = -15 (I) -3x +3y = -27 (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 = -15 | -3y
x = -15 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -15 -3y ) (I) -3x +3y = -27 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -15 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-3 · ( -15 -3y ) +3y = -27
45 +9y +3y = -27
12y +45 = -27 | -45
12y = -72 |:12
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -15 -3( -6 )

= -15 +18

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x +3y = 10 (I) 4x -2y = -8 (II)

Lösung einblenden
-5x +3y = 10 (I) 4x -2y = -8 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x +3y = 10
3y -5x = 10 | +5x
3y = 10 +5x |:3
y = 10 3 + 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 10 3 + 5 3 x ) (I) 4x -2y = -8 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 10 3 + 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -2 · ( 10 3 + 5 3 x ) = -8
4x - 20 3 - 10 3 x = -8
2 3 x - 20 3 = -8 |⋅ 3
3( 2 3 x - 20 3 ) = -24
2x -20 = -24 | +20
2x = -4 |:2
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 10 3 + 5 3 ( -2 )

= 10 3 - 10 3

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|0)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +19 -10y = -2 -5y (I)
3x = 3( 2x +1 )-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:

x +19 -10y = -2 -5y (I)
3x = 3( 2x +1 )-3y (II)
x +19 -10y = -2 -5y | -19 +5y (I)
3x = 6x +3 -3y | -6x +3y (II)
x -5y = -21 (I) -3x +3y = 3 (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 = -21 | +5y
x = -21 +5y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -21 +5y ) (I) -3x +3y = 3 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -21 +5y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-3 · ( -21 +5y ) +3y = 3
63 -15y +3y = 3
-12y +63 = 3 | -63
-12y = -60 |:(-12 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -21 +55

= -21 +25

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 2 und y = 4 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 = ?

3x -10y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 2 und y = 4 einsetzen und ausrechnen:

-1x +3y = -2 +12 = 10

3x -10y = 6 -40 = -34

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x +3y = 10

3x -10y = -34

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4x -6 · ( - 1 3 - 2 3 x ) = 1
-4x +2 +4x = 1
2 = 1 | -2
0 = -1

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 2-fache einer anderen Zahl y addiert, so erhält man 5. Wenn man aber vom 4-fachen von x 2 mal die Zahl y subtrahiert, so erhält man 0. Bestimme x und y.

Lösung einblenden

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

x +2y = 5 (I) 4x -2y = 0 (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 = 5 | -2y
x = 5 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 5 -2y ) (I) 4x -2y = 0 (II)

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

4 · ( 5 -2y ) -2y = 0
20 -8y -2y = 0
-10y +20 = 0 | -20
-10y = -20 |:(-10 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 5 -22

= 5 -4

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|2)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 1

y (y-Wert): 2