Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x +3y = 18 .

Bestimme y so, dass (3|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 3 in die Gleichung ein und erhält:

3 +3y = 18

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

3 +3y = 18
3 +3y = 18
3y +3 = 18 | -3
3y = 15 |:3
y = 5

Die Lösung ist somit: (3|5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x -3y = -5 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-4|7)
denn -4⋅( - 4 ) -37 = 16 -21 = -5

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-7|11)
denn -4⋅( - 7 ) -311 = 28 -33 = -5

Oder : (-1|3)
denn -4⋅( - 1 ) -33 = 4 -9 = -5

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3x + 1 · 1 = 13
-3x +1 = 13 | -1
-3x = 12 |:(-3 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x -3y = 6 (I) x -2y = -14 (II)

Lösung einblenden
-3x -3y = 6 (I) x -2y = -14 (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 -2y = -14 | +2y
x = -14 +2y

Als neues LGS erhält man so:

-3x -3y = 6 (I) x = ( -14 +2y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -14 +2y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-3 · ( -14 +2y ) -3y = 6
42 -6y -3y = 6
-9y +42 = 6 | -42
-9y = -36 |:(-9 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -14 +24

= -14 +8

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +y = 22 (I) -5x +3y = -18 (II)

Lösung einblenden
3x +y = 22 (I) -5x +3y = -18 (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:

3x + y = 22
y +3x = 22 | -3x
y = 22 -3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 22 -3x ) (I) -5x +3y = -18 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 22 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x + 3 · ( 22 -3x ) = -18
-5x +66 -9x = -18
-14x +66 = -18 | -66
-14x = -84 |:(-14 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 22 -36

= 22 -18

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (6|4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x + 2 5 y = 18 5 (I) x +y = -9 (II)

Lösung einblenden
-2x + 2 5 y = 18 5 (I) x +y = -9 (II)

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung kein Koeffizient vor dem y ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach y umstellt:

x + y = -9
y + x = -9 | - x
y = -9 - x

Als neues LGS erhält man so:

-2x + 2 5 y = 18 5 (I) +y = ( -9 - x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -9 - x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x + 2 5 · ( -9 - x ) = 18 5
-2x - 18 5 - 2 5 x = 18 5
- 12 5 x - 18 5 = 18 5 |⋅ 5
5( - 12 5 x - 18 5 ) = 18
-12x -18 = 18 | +18
-12x = 36 |:(-12 )
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -9 - ( -3 )

= -9 +3

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 2 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.:

2x +2y = ?

-2x -3y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 2 und y = -1 einsetzen und ausrechnen:

2x +2y = 4 -2 = 2

-2x -3y = -4 +3 = -1

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x +2y = 2

-2x -3y = -1

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

8x -12y = -4 (I) -2x +3y = 1 (II)

Lösung einblenden
8x -12y = -4 (I) -2x +3y = 1 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

8x -12y = -4
-12y +8x = -4 | -8x
-12y = -4 -8x |:(-12 )
y = 1 3 + 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

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

-2x + 3 · ( 1 3 + 2 3 x ) = 1
-2x +1 +2x = 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 2-fache einer anderen Zahl y addiert, so erhält man 11. Wenn man aber vom 3-fachen von x 2 mal die Zahl y subtrahiert, so erhält man -7. Bestimme x und y.

Lösung einblenden

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

x +2y = 11 (I) 3x -2y = -7 (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 = 11 | -2y
x = 11 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 11 -2y ) (I) 3x -2y = -7 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 11 -2y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( 11 -2y ) -2y = -7
33 -6y -2y = -7
-8y +33 = -7 | -33
-8y = -40 |:(-8 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 11 -25

= 11 -10

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|5)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 1

y (y-Wert): 5