Aufgaben mit zwei Unbekannten
Hier findest du gemischte Aufgaben zu linearen Gleichungssystemen mit zwei Unbekannten. Lerne, verschiedene Verfahren anzuwenden!
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Teste dein Wissen!
Ordne die Schritte des Gleichsetzungsverfahrens richtig ein! Trage dafür in das Lösungsfeld die Nummern der Schritte nacheinander und ohne Leerzeichen ein (z. B. 123).
Die Variable in eine Gleichung einsetzen.
Die Gleichungen I und II gleichsetzen.
Die entstandene Gleichung nach einer Variable auflösen.
Welche der folgenden Aussagen beschreibt einen Schnittpunkt?
Warum brauchst du ein lineares Gleichungssytem?
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Löse die Gleichungssysteme.
Gib die Lösungsmenge in der Form (x;y) in das Eingabefeld ein. Beispiel: (−2,5;1)
II)3x+4=2y
II)4y=2x+10
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Gleichsetzungsverfahren
Lineares Gleichungssystem mit Gleichsetzungsverfahren
I)II)3x+44y==2y2x+10
1. Beide Gleichungen nach y auflösen
Löse beide Gleichungen nach einer Variablen auf. In diesem Fall ist y schon einzeln, also ist es einfacher nach y aufzulösen.
I)⇒I′)3x+41,5x+2==2yy∣:2
II)⇒ II′)4yy==2x+100,5x+2,5∣:4
2. Gleichsetzen
Setze die beiden Gleichungen I′ und II′ gleich.
⇒1,5x+2=0,5x+2,5
3. Gleichung nach x auflösen
1,5x+2 = 0,5x+2,5 −0,5x x+2 = 2,5 −2 x = 0,5 4. x einsetzen, um y heraus zu finden
Setze x in I′ oder II′ ein.
y=0,5⋅0,5+2,5=0,25+2,5=2,75
Gib die Lösungsmenge an.
L={(0,5 ; 2,75)}
Hast du eine Frage oder Feedback?
II)y−1=2x+3
II)2y−2=5x−1
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Gleichsetzungsverfahren
Lineares Gleichungssystem mit Gleichsetzungsverfahren
I)II)y−12y−2==2x+35x−1
1. Beide Gleichungen nach x auflösen
Löse beide Gleichungen nach einer Variablen auf. Zum Beispiel nach der Variablen x.
I)I′)I′′)y−1y−40,5y−2===2x+32xx∣−3∣:2
II)II′)II′′)2y−22y−10,4y−0,2===5x−15xx∣+1∣:5
2. Gleichsetzen
Setze die beiden Gleichungen I′′ und II′′ gleich.
⇒0,5y−2=0,4y−0,2
3. Gleichung nach y auflösen
0,5y−2 = 0,4y−0,2 +2 0,5y = 0,4y+1,8 −0,4y 0,1y = 1,8 :0,1 y = 18 4. y einsetzen, um x heraus zu finden
y in I′′ einsetzen
0,5⋅18−2=x=9−2=7
Gib die Lösungsmenge an
L={(7,18)}
Hast du eine Frage oder Feedback?
II)2x+3y=4x−5
II)3x−2y=2y+8
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Gleichsetzungsverfahren
Lineares Gleichungssystem mit Gleichsetzungsverfahren
II)2x+3y=4x−5
II)3x−2y=2y+8
1. Beide Gleichungen nach einer Variable auflösen
Löse beispielsweise nach y auf
II)II′)II′′)2x+3y3yy===4x−5∣−2x2x−5∣:332x−35
II)II′)II′′)3x−2y3x−843x−2===2y+84yy∣+2y−8∣:4
2. Gleichsetzen
Setze I′′ und II′′ gleich.
⇒43x−2=32x−35
3. Nach der einen Variable auflösen
Löse nach x auf.
43x−243x−32x−2129x−128x121xx=====32x−35−35−35+2314∣−32x∣+2∣⋅12
4. In eine Gleichung einsetzten, um die andere Variable heraus zu finden
Setze x beispielsweise in II′ ein.
43⋅(4)−23−2y===yy1
4 wird für x eingesetzt.
Lösungsmenge angeben!
L={(4,1)}
Hast du eine Frage oder Feedback?
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Löse die Linearen Gleichungssysteme mit dem Einsetzungsverfahren.
Gib die Lösungsmenge in der Form (x;y) in das Eingabefeld ein. Beispiel: (−2,5;1)
Brüche werden mit einem "/" angegeben. Beispiel: 83 sind im Eingabefeld 3/8.
II3x+4=y
II4y−3x=9
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Einsetzungsverfahren
Als erstes musst du eine der beiden Gleichungen nach einer Variablen auflösen. In diesem Fall erkennst du, dass Gleichung I schon nach y aufgelöst ist.
Setze y=3x+4 aus Gleichung I in II ein
II4⋅(3x+4)−3x=9
Multipliziere die Klammer aus und löse nach x auf.
II12x+16−3x9xx===9−7−97∣−16∣:9
Setze x=−97 aus Gleichung II in I ein
I 3⋅(−97)+4 = y 93⋅(−7)+4 = y 3⋅33⋅(−7)+4 = y ↓ Kürze den linken Bruch mit 3 und schreibe 4 als Bruch.
−37+14 = y ↓ Erweitere 14 mit 3, um die Brüche zu addieren.
−37+1⋅34⋅3 = y ↓ Addiere die Brüche
3(−7)+12 = y 35 = y Gib zum Schluss die Lösungsmenge an.
L={(−9735)}.
Hast du eine Frage oder Feedback?
II3s−4t=4
II4s+t=−2
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Einsetzungsverfahren
Als erstes musst du eine der beiden Gleichungen nach s oder t auflösen. Es bietet sich hier an, Gleichung II nach t umzustellen.
Stelle Gleichung II nach t um.
II4s+tt==−2−2−4s∣−4s
Setze t=−2−4s aus Gleichung II in I ein
II3s−4⋅(−2−4s)=4
Multipliziere die Klammer aus und löse nach s auf.
I3s+8+16s19ss===4−4−194∣−8∣:19
Setze s=−194 in die umgeformte zweite Gleichung ein, um t zu bestimmen.
IItt==−2−4⋅(−194)−1922
Gib nun noch die Lösungsmenge an.
L={(s∣t)=(−194∣−1922)}.
Hast du eine Frage oder Feedback?
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Löse das folgende Gleichungssystem mit dem Additions-/Subtraktionsverfahren!
III4x+2y6x−3y==4−3
Gib die Lösungsmenge in der Form (x;y) in das Eingabefeld ein. Beispiel: (−2,5;1)
Brüche werden mit einem "/" im Eingabefeld eingegeben. Beispiel: 83 wird zu 3/8.
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Additions-/ Subtraktionsverfahren
0. Schritt: Aufräumen der Gleichungen und Auswahl einer Variablen
Da die Gleichungen schon schön geordnet sind fällt dieser Punkt weg. In diesem Fall ist es gleich aufwendig die Aufgabe zu lösen, egal ob du x oder y auswählst.
Die Lösung wird für die Variable x vorgerechnet.
1. Schritt: Vervielfachen der Gleichungen
In Gleichung I sind es 4x, in Gleichung II sind es 6x. Ein gemeinsames Vielfaches ist also 12x. Multipliziere dafür die erste Gleichung mit 3 und die zweite Gleichung mit 2.
Gleichung 1
II′4x12x++2y6y==412∣⋅3
Gleichung 2
IIII′6x12x−−3y6y==−3−6∣⋅2
2. Schritt: Entfernung einer Variablen durch Addition/Subtraktion
Die Vorzeichen der ausgesuchten Variable sind beide Male gleich. Deswegen musst du das Subtraktionsverfahren anwenden.
−I′II′12x12x0+−+6y6y12y===12−618
3. Schritt: Werte der beiden Variablen bestimmen
Wert von y bestimmen
12yy==1823∣:12
Wert von x bestimmen: Einsetzen von y in II
6x−3⋅236x−296xx====−3−32341∣+29∣:6
Die Lösung ist also x=41 und y=23: L={(x∣y)=(4123)}.
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Teste dein Wissen! Mit welchen Verfahren ist es sinnvoll die folgenden Gleichungssysteme zu lösen?
II3x+6y=2
II4x+2=y
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: lineare Gleichungssysteme
Die Gleichung II ist bereits nach y aufgelöst. Es bietet sich also an, das Einsetzungsverfahren zu verwenden.
Bei den anderen beiden Verfahren müssen noch Umformungsschritte vorgenommen werden, bevor man sie anwenden kann.
Hast du eine Frage oder Feedback?
IIs=4t−7
IIs=−2+3t
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: lineare Gleichungssysteme
Alle drei Verfahren können direkt angewendet werden und sind daher sinnvoll. Am einfachsten ist aber hier das Gleichsetzungsverfahren.
Hast du eine Frage oder Feedback?
II2a−2b=3
II5a+2b=6
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: lineare Gleichungssysteme
In Gleichung I steht −2b, in Gleichung II 2b. Da bei Addition das b wegfällt, eignet sich das Additionsverfahren.
Bei den anderen beiden Verfahren müssen noch Umformungsschritte vorgenommen werden, bevor man sie anwenden kann.
Hast du eine Frage oder Feedback?
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Löse mit dem am besten geeigneten Verfahren.
IIIe+4f−3e+4f==20−12
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: lineare Gleichungssysteme
In dieser Aufgabe bietet sich das Additions-/Subtraktionsverfahren an. Du verwendest das Subtraktionsverfahren, da in beiden Gleichungen +4f vorkommt.
−IIIe−3e4e+++4f4f0===20−1232
Löse nach e auf
4e+0e==32∣:48
Setze e in eine der Gleichungen ein
e in I
8+4f4ff===20123∣−8∣:4
Bestimme die Lösungsmenge.
L={(e∣f)=(8∣3)}
Hast du eine Frage oder Feedback?
III7y4x−14y==5+2x46
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: lineare Gleichungssysteme
Eine sehr schöne Lösung ergibt sich mit dem Einsetzungsverfahren.
Die Gleichung I ist nach 7y aufgelöst und in Gleichung II steht 14y. Du kannst sogar ohne Umformung das Einsetzungsverfahren verwenden.
Schreibe Gleichung II um.
II4x−2⋅7y=46
Setze 7y aus Gleichung I in Gleichung II ein.
II4x−2⋅(5+2x)=46
Fasse zusammen und löse nach x auf.
IIII4x−10−4x0==4656∣+10
Wie du jetzt sehen kannst, gleichen sich die Ergebnisse nicht wodurch sich ein Widerspruch ergibt. Daraus folgt, dass das LGS keine Lösungen hat, da für x keine Zahl zugeordnet werden kann.
Hast du eine Frage oder Feedback?
III3,510m==−0,5k+2,5m14+2k
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: lineare Gleichungssysteme
Du verwendest am Besten das Additionsverfahren, da du mit einem scharfen Blick siehst, dass 2k das 4-fache von 0,5k ist.
Vervielfache die erste Gleichung
IIII′III′II3,510m1410m14+2k10m======−0,5k+2,5m14+2k−2k+10m14+2k10m14+2k∣⋅4∣+2k
Wie du jetzt sehen kannst, sind beide Gleichungen identisch. Daraus folgt, dass das LGS unendlich viele Lösungen hat. Graphisch betrachtet können das zwei Geraden sein, die aufeinander liegen.
Löse die Gleichung noch nach einer Variablen auf um die Lösungsmenge anzugeben.
10m=14+2k∣:10m=1,4+0,2k
L={(m∣k)m=1,4+0,2k}
Hast du eine Frage oder Feedback?
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Bestimmen Sie die Lösungsmengen folgender Gleichungssysteme.
Gib die Lösungsmenge in der Form (x;y) in das Eingabefeld ein.
III5y x−=3xy=+11
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: lineare Gleichungssysteme
In diesem Fall ist das Einsetzungsverfahren sinnvoll, da die zweite Gleichung bereits nach einer Variablen aufgelöst ist.
III5yx−=3xy=+11
Setz die Gleichung II in I ein.
I′5y−3(y+1)=1
Lös I′nach y auf.
5y−3y−32y−32yy====1142∣+3∣:2
Nun kannst du y=2 in II einsetzen und nach x auflösen.
5⋅2−3x−3xx===1−93∣−10∣:(−3)
L={(x∣y)}={(3∣2)}
Hast du eine Frage oder Feedback?
III4xy+=5y5x=−3211
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: lineares Gleichungssystem
In diesem Fall ist das Einsetzungsverfahren sinnvoll, da die zweite Gleichung bereits nach einer Variablen aufgelöst ist.
III4xy+=5y5x=−3211
Setz die Gleichung II in I ein.
I′4x+5⋅(5x−11)=32
Löse nach x auf.
4x+25x−5529x−5529xx====3232873∣+55∣:29
Setz x=3 in II ein und löse nach y auf.
yy==5⋅3−114
L={(x∣y)}={(3∣4)}
Hast du eine Frage oder Feedback?
III15yx−=4xy=+−507
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: lineares Gleichungssystem
In diesem Fall ist das Einsetzungsverfahren sinnvoll, da die zweite Gleichung bereits nach einer Variablen aufgelöst ist.
III15yx−=4xy=+−507
Setz die Gleichung II in I ein.
I′15y−4(y+7)=−50
Lös nach x auf.
15y−4y−2811y−2811yy====−50−50−22−2∣+28∣:11
Setz nun y=−2 in II ein und lös nach x auf.
x=−2+7
x=5
L={(x∣y)}={(5∣−2)}
Hast du eine Frage oder Feedback?
III3x2y=−y10+=152x
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: lineares Gleichungssystem
Lösung mit Einsetzungsverfahren
In diesem Fall ist das Einsetzungsverfahren sinnvoll, da die zweite Gleichung bereits nach einer Variablen aufgelöst ist.
III3x2y=−y10+=152x
Teile II durch 2, um nach der Variablen x aufzulösen.
II:2→II′y−5=x
Setze II′ in I ein.
II′ in I eingesetzt:
I′3(y−5)=y+15
Löse dann I′ nach y auf.
3y−152yy===y+153015∣−y;+15∣:2
Setze anschließend y=15 in II′ ein und löse nach x auf.
y=15 in II′ eingesetzt:
15−510==xx
L={(x∣y)}={(10∣15)}
Alternative Lösung: Gleichsetzungsverfahren
Eine weitere Möglichkeit ist, hier das Gleichsetzungsverfahren anzuwenden, da auf der linken Seite von I und auf der rechten Seite von II fast der gleiche Term steht.
III3x2y=−y10+=152x
Multipliziere II mit 23, um auf der rechten Seite 3x zu erzeugen.
III′3x3y=−y15+=153x
Setze die rechte Seite von I mit der linken von II′ gleich und löse nach y auf.
y+1530y===3y−152y15∣−y;+15∣:2
Setze y=15 in I (oder auch II) ein und löse nach x auf.
3⋅x3⋅x3⋅xx====y+1515+153010∣:3
L={(x∣y)}={(10∣15)}
Alternative Lösung: Kombination Additionsverfahren und Einsetzverfahren
Auch das Additionsverfahren kann hier sinnvoll eingesetzt werden. Dazu stellt man die Gleichungen zunächst so um, dass die passenden Terme untereinander stehen:
III3x2x==y2y+−1510
Subtrahiere die zweite von der ersten Gleichung.
I′IIx2x==−y2y+−2510
Da die erste Gleichung nun nach x aufgelöst ist, kann man wieder das Einsetzungsverfahren anwenden.
Setze dazu I′ in II ein und löse nach y auf.
II′2⋅(−y+25)−2y+50−4yy====2y−102y−10−6015∣−2y∣−50∣:(−4)
Setze y=15 in I′ ein und löse nach x auf.
x=−15+25
x=10
L={(x∣y)}={(10∣15)}
Hast du eine Frage oder Feedback?
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Löse die folgenden Gleichungssysteme mit 2 Gleichungen und 2 Variablen zunächst graphisch und dann rechnerisch.
Gib die Lösungsmenge in der Form (x;y) in das Eingabefeld ein. Beispiel: (−2,5;1)
Brüche werden mit einem "/" in das Eingabefeld eingegeben. Beispiel: 83 wird zu 3/8.
IIIyx−+3xy==11
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Lineare Gleichunssysteme
Lineares Gleichungssystem mit zwei Unbekannten
Ein lineares Gleichungssystem setzt sich aus mehreren linearen Gleichungen mit gemeinsamen Unbekannten (Variablen), die alle erfüllt werden sollen, zusammen.
Graphisches Lösen
Um das Gleichungssystem graphisch lösen zu können, kannst du die einzelnen Geichungen nach y auflösen und in ein Koordinatensystem einzeichnen. Anschließend brauchst du nur noch die Koordinaten des Schnittpunktes beider Geraden abzulesen.
IIIIIIy−3xyx+yy====13x+11−x+1∣+3x∣−x
Der Schnittpunkt liegt bei x=0 und y=1. Somit lautet die Lösungsmenge L={(0∣1)}.
Rechnerisches Lösen
In diesem Fall bietet sich das Gleichsetzungsverfahren an, da du zum graphischen Lösen bereits beide Gleichungen nach y aufgelöst hast.
IIIyy==3x+1−x+1
Setze I und II gleich und löse nach x auf.
3x+13x4xx====−x+1−x00∣−1∣+x∣:4
Setze den erhaltenen Wert für x in eine der Gleichungen ein, z.B in II.
y=0+1=1
Du kannst nun die Lösungsmenge angeben.
L={(0∣1)}
Hast du eine Frage oder Feedback?
III2yx+−5xy==31
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Lineare Gleichungssysteme
Lineares Gleichungssystem mit zwei Unbekannten
Ein lineares Gleichungssystem setzt sich aus mehreren linearen Gleichungen mit gemeinsamen Unbekannten (Variablen), die alle erfüllt werden sollen, zusammen.
Graphisches Lösen
Um das Gleichungssystem graphisch lösen zu können, kannst du die einzelnen Geichungen nach y auflösen und in ein Koordinatensystem einzeichnen. Anschließend brauchst du nur noch die Koordinaten des Schnittpunktes beider Geraden abzulesen.
IIIIIIIII2y+5x2yyx−y−yy======3−5x+3−2,5x+1,51−x+1x−1∣−5x∣:2∣−x∣⋅(−1)
Der Schnittpunkt liegt bei x≈0,71 und y≈−0,29. Somit lautet die Lösungsmenge L={(0,71∣−0,29)}.
Rechnerisches Lösen
In diesem Fall bietet sich das Gleichsetzungsverfahren an, da du zum graphischen Lösen bereits beide Gleichungen nach y aufgelöst hast.
IIIyy==−2,5x+1,5x−1
Setze I und II gleich und löse nach x auf.
−2,5x+1,5−3,5x+1,5−3,5xx====x−1−1−2,575≈0,71∣−x∣−1,5∣:(−3,5)
Setze den erhaltenen Wert für x in eine der Gleichungen ein, z.B in II.
y=75−1=−72≈−0,29
Du kannst nun die Lösungsmenge angeben.
L={(75−72)}
Hast du eine Frage oder Feedback?
III5y4x−+3x5y==1016
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Lineare Gleichungssysteme
Lineares Gleichungssystem mit zwei Unbekannten
Ein lineares Gleichungssystem setzt sich aus mehreren linearen Gleichungen mit gemeinsamen Unbekannten (Variablen), die alle erfüllt werden sollen, zusammen.
Graphisches Lösen
Um das Gleichungssystem graphisch lösen zu können, kannst du die einzelnen Geichungen nach y auflösen und in ein Koordinatensystem einzeichnen. Anschließend brauchst du nur noch die Koordinaten des Schnittpunktes beider Geraden abzulesen.
IIIIIIIII5y−3x5yy4x+5y5yy======103x+100,6x+216−4x+16−0,8x+3,2∣+3x∣:5∣−4x∣:5
Der Schnittpunkt liegt bei x≈0,86 und y≈2,51. Somit lautet die Lösungsmenge L={(0,86∣2,51)}.
Rechnerisches Lösen
In diesem Fall bietet sich das Gleichsetzungsverfahren an, da du zum graphischen Lösen bereits beide Gleichungen nach y aufgelöst hast.
IIIyy==0,6x+2−0,8x+3,2
Setze I und II gleich und löse nach x auf.
0,6x+20,6x1,4xx====−0,8x+3,2−0,8x+1,21,276≈0,86∣−2∣+0,8x∣:1,4
Setze den erhaltenen Wert für x in eine der Gleichungen ein, z.B in I.
y=0,6⋅76+2=3588≈2,51
Du kannst nun die Lösungsmenge angeben.
L={(763588)}
Hast du eine Frage oder Feedback?
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Teste dein Wissen!
Welche der folgenden Systeme ist ein lineares Gleichungssystem? Markiere alle zutreffenden Antworten.
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: lineare Gleichungsystem
Überlege dir, was ein lineares Gleichungssystem überhaupt ist:
Mehrere Gleichungen, die gleichzeitig erfüllt sein müssen, nennt man Gleichungssystem.
Wenn zusätzlich noch jede Variable höchstens mit dem Exponenten 1 auftaucht, wird es Lineares Gleichungssystem genannt.
Überprüfe nun die beiden Kriterien.
Du erkennst, dass…
IIIx7x−−y12y==652
… kein Lineares Gleichungssystem ist, weil in der ersten Gleichung sowohl x als auch y den Exponenten −1 haben.
Du erkennst weiter, dass…
III−31==xx2++2yy
… kein Lineares Gleichungssystem ist, weil x in der zweiten Gleichung mit dem Exponenten 2 auftaucht.
In allen anderen Fällen sind beide Kriterien erfüllt. Es handelt es sich somit um lineare Gleichungssysteme.
Hast du eine Frage oder Feedback?
Wie viele Lösungen hat folgendes lineares Gleichungssystem?
III−31==xx++2y2y
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Lösbarbarkeit von Gleichungssystemen
Du zeigst, dass die Gleichungen I und II nicht gleichzeitig erfüllt sein können. Dabei verwendest du am besten das Subtraktionsverfahren.
Subtrahiere Gleichung II von Gleichung I.
I−II→−4=0
Die Gleichung ist offensichtlich falsch. Damit ist auch das gegebene Gleichungssystem falsch und hat keine Lösung.
Die Lösungsmenge ist somit L={}.
Hast du eine Frage oder Feedback?
Wie viele Lösungen hat folgendes Gleichungssystem?
III29x3x−=23y2=+3y
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Lösbarkeit von Gleichungssystemen
Du zeigst, dass die Gleichungen I und II äquivalent sind. Das heißt, jedes x und y, das Gleichung I löst, liefert auch für Gleichung II eine wahre Aussage.
Eine Möglichkeit, dies zu zeigen, ist das Einsetzungsverfahren.
Stelle zunächst Gleichung II nach y um.
II3x=2+y∣−2
II′3x−2=y
Setze nun II′ in Gleichung I ein. Du erhältst die neue Gleichung I′.
I′29x−23(3x−2)=3
Fasse die linke Seite der Gleichung zusammen.
I′3=3
Die Gleichung I′ ist wahr und zwar unabhängig von x. Es gibt also unendlich viele Lösungen.
L={(x∣y)∣y=3x−2}
Hast du eine Frage oder Feedback?
Wie viele Lösungen hat folgendes lineares Gleichungssystem?
III2xx+−y2y==652
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Lösbarkeit der Gleichungssysteme
Ein lineares Gleichungssystem hat genau eine Lösung, wenn es eindeutig nach x und y aufgelöst werden kann.
Um das herauszufinden, bietet sich das Einsetzungsverfahren an, da man zum Beispiel Gleichung I sehr einfach nach y umstellen kann.
Stelle zunächst Gleichung I nach y um.
I2x+y=65∣−2x
I′y=65−2x
Setze nun I′ in Gleichung II ein. Du erhältst die neue Gleichung II′.
II′x−2(65−2x)=2
Fasse die linke Seite zusammen.
II′5x−35=2
Löse nach x auf.
x=1511
x=1511 zum Beispiel in Gleichung I ein, um y zu bestimmen.
I2⋅(1511)+y=65
Löse nach y auf.
y=−3019
Es gibt also genau eine Lösung.
Hast du eine Frage oder Feedback?
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Bestimme die Lösungsmengen folgender linearer Gleichungssysteme.
Gib die Lösungsmenge in der Form (x;y) in das Eingabefeld ein. Beispiel: (−2,5;1)
(I)(II)2y3x==2x−4010−2y
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: lineare Gleichungssysteme
Lineare Gleichungssysteme kannst du mit dem Einsetzungsverfahren, Gleichsetzungsverfahren oder Additionsverfahren lösen.
Mit den verschiedenen Lösungsverfahren kannst du wie folgt die Lösung berechnen. Das Einsetzungsverfahren eignet sich hier aber am Besten.
Einsetzungsverfahren
Hier die Lösung mit dem Einsetzungsverfahren:
Gegeben: (I)2y=2x−40(II)3x=10−2y
Gleichung (I) ist nach 2y aufgelöst. Dieser Term kommt auch in Gleichung (II) vor. Setze also die Gleichung (I) in (II) ein.
(II) 3x = 10−2y ↓ Aus Gleichung (I): 2y=2x−40 einsetzen.
3x = 10−(2x−40) ↓ Löse die Klammer auf.
3x = 10−2x+40 +2x ↓ Löse nach x auf.
5x = 50 :5 x = 10 Um y zu finden, setze den Wert von x in (I) ein.
(I) 2y = 2x−40 ↓ Setze x=10 ein.
2y = 2⋅10−40 2y = 20−40 2y = −20 :2 y = −10 Gib die Lösungsmenge an, dabei zuerst die Lösung für x, dann für y eintragen.
L={(x∣y)}={(10∣−10)}
Lösung mithilfe der anderen Verfahren
Hast du eine Frage oder Feedback?
(I)21x−53y=3(II)41x+y=8
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: lineare Gleichungssysteme
Lineare Gleichungssysteme kannst du mit dem Einsetzungsverfahren, Gleichsetzungsverfahren oder Additionsverfahren lösen.
Mit den verschiedenen Lösungsverfahren kannst du wie folgt die Lösung berechnen. Das Einsetzungsverfahren eignet sich hier am Besten.
Einsetzungsverfahren
Hier die Lösung mit dem Einsetzungsverfahren:
Gegeben: (I)21x−53y=3(II)41x+y=8
Forme (II) so um, dass auf der einen Seite y steht.
(II)41x+y = 8 −41x (II’) y = 8−41x Setze y=8−41x in (I) ein und löse nach x auf.
(I) 21x−53y = 3 ↓ Setze y=8−41x ein.
21x−53⋅(8−41x) = 3 21x−524+203x = 3 +524 21x+203x = 3+524 ↓ Berechne die Brüche.
2010x+203x = 3+4 54 2013x = 7 54 ⋅1320 x = 12 Setze x=12 in (II’) ein.
(II’) y = 8−41x ↓ Setze x=12 ein.
= 8−41⋅12 = 8−3 = 5 Gib die Lösungsmenge an, dabei zuerst die Lösung für x, dann für y.
L={(12∣5)}
Lösung mithilfe anderer Verfahren
Hast du eine Frage oder Feedback?
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Ein Hotel verfügt über 105 Betten, die sich in 40 Zwei-bzw.-Dreibettzimmern befinden. Wie viele Zwei-und-Dreibettzimmer kann das Hotel vermieten?
Löse mit einem Gleichungssystem!
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Lineare Gleichungssysteme
Gleichungen aus dem Text aufstellen
Was ist bekannt? Die Summe der Anzahl der Zweibettzimmer x und der Anzahl der Dreibettzimmer y beträgt 40. Diese Aussage liefert dir Gleichung I:
In einem Zweibettzimmer stehen zwei Betten. In x Zweibettzimmern stehen somit 2⋅x Betten und entsprechend stehen in den Dreibettzimmern 3⋅x Betten. Insgesamt hat das Hotel 105 Betten, so dass du Gleichung II aufstellen kannst:
Du hast nun folgendes lineare Gleichungssystem mit zwei Gleichungen und zwei Unbekannten erhalten:
Gleichungssystem lösen
Zur Lösung dieses Gleichungssystems stehen dir drei Lösungsverfahren zur Verfügung:
Lösung mit dem Einsetzungsverfahren
Löse Gleichung I nach einer der beiden Variablen auf und setze diese Variable in Gleichung II ein. Es spielt keine Rolle, ob du I nach x oder y auflöst.
I′y=40−x. Eingesetzt in II:
Setze x=15 in Gleichung I′ ein: y=40−15=25
Die Lösungsmenge deines Gleichungssystems lautet also : L={(15∣25)}
Antwort: Das Hotel verfügt über 15 Zweibettzimmer und über 25 Dreibettzimmer.
Lösung mit dem Gleichsetzungsverfahren
Löse beide Gleichungen nach derselben Variablen auf. Du hast beim Einsetzungsverfahren schon Gleichung I nach y aufgelöst.
I′y=40−x. Nun muss Gleichung II auch nach y aufgelöst werden:
Setze nun die beiden rechten Seiten der Gleichungen I′ und II′ gleich:
Setze x=15 in Gleichung I′ ein: y=40−15=25
Die Lösungsmenge deines Gleichungssystems lautet also : L={(15∣25)}
Antwort: Das Hotel verfügt über 15 Zweibettzimmer und über 25 Dreibettzimmer.
Lösung mit dem Additionsverfahren
Ziel ist es, dass sich durch Addition der beiden Gleichungen eine der unbekannten Größen aufhebt. In diesem Gleichungssystem kannst du z.B. die Gleichung I mit (−2) multiplizieren ⇒I′. Durch Addition der beiden Gleichungen I′ und II erhältst du schon die Lösung für y:
Setze y=25 in Gleichung I ein: x+25=40⇒x=15
Die Lösungsmenge deines Gleichungssystems lautet also : L={(15∣25)}
Antwort: Das Hotel verfügt über 15 Zweibettzimmer und über 25 Dreibettzimmer.
Erstelle aus dem Aufgabentext ein lineares Gleichungssystem.
Tipp: Wähle die Variable x für die Anzahl der Zweibettzimmer und die Variable y für die Anzahl der Dreibettzimmer.
- 12
Ein Bauer hält in seinem Stall Hühner und Kaninchen. Er zählt insgesamt 120 Beine. Es gibt dreimal mehr Hühner als Kaninchen. Wie viele Hühner und Kaninchen hat der Bauer?
Löse mit einem Gleichungssystem!
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Lineare Gleichungssysteme
Gleichungen aus dem Text aufstellen
Die Anzahl der Hühner bezeichnest du mit der Variablen x und mit der Variablen y die Anzahl der Kaninchen. Was ist bekannt? Ein Huhn hat zwei Beine, ein Kaninchen hat vier Beine. Somit haben x Hühner 2⋅x Beine und y Kaninchen haben 4⋅y Beine. Diese Aussage liefert dir Gleichung I:
"Es gibt dreimal mehr Hühner als Kaninchen" muss als Gleichung formuliert werden. Da y die Anzahl der Kaninchen ist, musst du y mit 3 multiplizieren um die Anzahl x der Hühner zu erhalten. Du kannst nun Gleichung II aufstellen:
Du hast nun folgendes lineare Gleichungssystem mit zwei Gleichungen und zwei Unbekannten erhalten:
Zur Lösung dieses Gleichungssystems stehen dir drei Lösungsverfahren zur Verfügung:
Hier bietet sich das Einsetzungsverfahren an, da Gleichung II schon nach der Variablen x aufgelöst ist.
Lösung mit dem Einsetzungsverfahren
Setze Gleichung IIx=3⋅y in Gleichung I ein:
2⋅(3y)+4y6y+4y10yy====12012012012∣Klammer auflo¨sen∣ zusammenfassen∣:10
Setze y=12 in Gleichung II ein: x=3⋅12=36
Die Lösungsmenge deines Gleichungssystems lautet also : L={(36∣12)}
Antwort: Der Bauer besitzt 36 Hühner und 12 Kaninchen.
Erstelle aus dem Aufgabentext ein lineares Gleichungssystem.
Tipp: Wähle die Variable x für die Anzahl der Hühner und die Variable y für die Anzahl der Kaninchen.
- 13
Bestimme die Lösungsmengen folgender nicht-linearer Gleichungssysteme.
Gib die Lösungsmenge in der Form (x;y) in das Eingabefeld ein. Beispiel: (−2,5;1)
(I)(II)x4+y8x2−y4==35−61
wobei x,y=0
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: lineare Gleichungssysteme
Lineare Gleichungssysteme kannst du mit dem Einsetzungsverfahren, Gleichsetzungsverfahren oder Additionsverfahren lösen.
Probiere diese Verfahren für dieses nicht-lineare Gleichungssystem aus.
Hier eignet sich das Additionsverfahren. Wenn man die beiden Gleichungen so umformt, dass die Terme mit x oder y identisch sind, kann man die beiden umgeformten Gleichungen voneinander abziehen und muss nur noch eine Gleichung mit einer Variablen lösen.
Lösung mithilfe des Additionsverfahren
Mit dem Additionsverfahren kommst du auf diese Lösung:
Gegeben: (I)(II)x4+y8x2−y4==35−61
Die Gleichung (II) enthält den Term −y4 und die Gleichung (I) ein Vielfaches von −y4 und zwar y8. Nimm also (II) mal 2 und addiere dann die Gleichungen, um den Term y8 zu eliminieren.
(II) x2−y4 = −61 ⋅2 (II′) x4−y8 = −62 Das neue Gleichungssystem lautet also:
(I)(II′)x4+y8x4−y8==35−62
(I)+(II′):
(I)+(II′)x4+y8x4−y8==35−62
x8=35−62
Löse nun die neu entstandene Gleichung nach x auf.
x8 = 35−62 x8 = 35−31 x8 = 34 ↓ Bilde die Kehrbrüche.
8x = 43 ⋅8 x = 43⋅8 x = 6 Setze x nun in eine der obigen Gleichungen ein, z.B. in (I), und löse nach y auf.
(I) x4+y8 = 35 ↓ Setze x=6 ein.
64+y8 = 35 −64 y8 = 35−64 y8 = 35−32 y8 = 33 y8 = 1 ⋅y y = 8 Gib die Lösungsmenge an. L={(x∣y)}={(6∣8)}.
Hast du eine Frage oder Feedback?
Versuche die Lösung für diese nicht-linearen Gleichungen mithilfe der Verfahren zu lösen, die du schon bei linearen Gleichungssystemen kennst.
(I)(II)x7−y12y4+25==65x9
wobei x,y=0
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: lineare Gleichungssysteme
Lineare Gleichungssysteme kannst du mit dem Einsetzungsverfahren, Gleichsetzungsverfahren oder Additionsverfahren lösen.
Probiere diese Verfahren für dieses nicht-lineare Gleichungssystem aus.
Hier eignet sich das Additionsverfahren. Wenn man die beiden Gleichungen so umformt, dass die Terme mit x oder y identisch sind, kann man die beiden umgeformten Gleichungen voneinander abziehen und muss nur noch eine Gleichung mit einer Variablen lösen.
Lösung mithilfe des Additionsverfahren
Mit dem Additionsverfahren kommst du auf diese Lösung:
Gegeben: (I)(II)x7−y12y4+25==65x9
Forme (II) so um, dass auf einer Seite alle Variablen und auf der anderen nur Zahlen sind.
(II)y4+25 = x9 −x9−25 (II′)−x9+y4 = −25 Das neue Gleichungssystem lautet nun:
(I)(II′)x7−y12−x9+y4==65−25
Die Gleichung (II′) enthält den Term y4 und die Gleichung (I) ein Vielfaches von y4 und zwar −y12. Nimm also (II′) mal 3 und addiere dann die Gleichungen, um den Term y12 zu eliminieren.
(II′) −x9+y4 = −25 ⋅3 (II′′) −x27+y12 = −215 (I)+(II′′):
(I)x7−y12=65
(II)−x27+y12=−215
(I)+(II′′)x7−y12−x27+y12==65−215
−x20=−640
Löse nun die Gleichung −x20=−640, indem du Kehrbrüche bildest.
−x20 = −640 −20x = −406 ⋅(−20) x = 2⋅206⋅20 ↓ Kürze.
x = 26 x = 3 Setze x nun in eine der obigen Gleichungen ein, z.B. in (II), und löse nach y auf.
(II) y4+25 = x9 ↓ Setze x=3 ein.
y4+25 = 39 −25 y4 = 39−25 y4 = 618−615 y4 = 63 y4 = 21 ↓ Bilde Kehrbrüche.
4y = 12 ⋅4 y = 8 Gib die Lösungsmenge an. L={(x∣y)}={(3∣8)}
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Versuche die Lösung für diese nicht-linearen Gleichungen mithilfe der Verfahren zu lösen, die du schon bei linearen Gleichungssystemen kennst.
(I)3x+14=3y−132(II)5x−102=7y−64
wobei x∈/{−31;2} und y∈/{313;76}
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: lineare Gleichungssysteme
Lineare Gleichungssysteme kannst du mit dem Einsetzungsverfahren, Gleichsetzungsverfahren oder Additionsverfahren lösen.
Das gegebene nicht-lineare Gleichungssystem kannst du jedoch in ein lineares Gleichungssystem umwandeln.
Gegeben: (I)3x+14=3y−132(II)5x−102=7y−64
Forme (I) und (II) so um, dass beide Gleichungen keinen Bruch mehr beinhalten.
(I) 3x+14 = 3y−132 ⋅(3x+1)⋅(3y−13) ↓ Multipliziere mit den Nennern.
4⋅(3y−13) = 2⋅(3x+1) (I′) 12y−52 = 6x+2 (II) 5x−102 = 7y−64 ⋅(5x−10)⋅(7y−6) ↓ Multipliziere mit den Nennern.
2⋅(7y−6) = 4⋅(5x−10) (II′) 14y−12 = 20x−40 Das lineare Gleichungssystem lautet also:
(I′)12y−52=6x+2(II′)14y−12=20x−40
Nun kannst du die bekannten Verfahren für die Lösung des Gleichungssystems anwenden.
Lösung mithilfe des Einsetzungsverfahren
Mit dem Einsetzungsverfahren kommst du auf diese Lösung:
Gegeben:(I′)12y−52=6x+2(II′)14y−12=20x−40
Forme (I′) so um, dass nur noch x auf einer Seite steht.
(I′) 12y−52 = 6x+2 −2 12y−54 = 6x :6 (I′′) 2y−9 = x Setze x=2y−9 in (II′) ein.
(II′) 14y−12 = 20x−40 ↓ Setze x=2y−9 ein.
14y−12 = 20⋅(2y−9)−40 ↓ Löse nun nach y auf.
14y−12 = 40y−180−40 14y−12 = 40y−220 −14y+220 208 = 26y :26 y = 8 Setze y=8 in (I′) ein, um x zu berechnen.
(I′) x = 2y−9 ↓ Setze y=8 ein.
= 2⋅8−9 = 16−9 = 7 Gib die Lösungmenge an. L={(x∣y)}={(7∣8)}
Zusatz: Überprüfe deine Lösung durch eine Probe
Setze x=7 und y=8 in deine Gleichungen (I) und (II) ein und prüfe, ob die Gleichung stimmt.
(I)3x+14 = 3y−132 ↓ Setze x=7 und y=8 ein.
3⋅7+14 = 3⋅8−132 21+14 = 24−132 224 = 112 112 = 112 ✓ (II)5x−102 = 7y−64 ↓ Setze x=7 und y=8 ein.
5⋅7−102 = 7⋅8−64 35−102 = 56−64 252 = 504 252 = 252 ✓ Beide Gleichungen sind richtig, also stimmt unsere Lösung.
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Versuche die Lösung für diese nicht-linearen Gleichungen mithilfe der Verfahren zu lösen, die du schon bei linearen Gleichungssystemen kennst.
(I)(II)2x−13−3y+282x−15+3y+24==−51158
wobei x=21 und y=−32
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: lineares Gleichungssystem
Lineare Gleichungssysteme kannst du mit dem Einsetzungsverfahren, Gleichsetzungsverfahren oder Additionsverfahren lösen.
Probiere diese Verfahren für dieses nicht-lineare Gleichungssystem aus.
Hier eignet sich das Additionsverfahren. Wenn man die beiden Gleichungen so umformt, dass die Terme mit x oder y identisch sind, kann man die beiden umgeformten Gleichungen voneinander abziehen und muss nur noch eine Gleichung mit einer Variablen lösen.
Lösung mithilfe des Additionsverfahren
Mit dem Additionsverfahren kommst du auf diese Lösung:
Gegeben: (I)(II)2x−13−3y+282x−15+3y+24==−51158
Die Gleichung (II) enthält den Term 3y+24 und die Gleichung (I) ein Vielfaches von 3y+24 und zwar −3y+28. Nimm also (II) mal 2 und addiere dann die Gleichungen, um den Term 3y+28 zu eliminieren.
(II) 2x−15+3y+24 = 158 ⋅2 (II′) 2x−110+3y+28 = 1516 Das neue Gleichungssystem lautet also:
(I)(II′)2x−13−3y+282x−110+3y+28==−511516
(I)+(II′):
(I)+(II′)2x−13−3y+282x−110+3y+28==−511516
2x−113=−51+1516
Löse nun die durch die Addition entstandene Gleichung nach x auf.
2x−113 = −51+1516 2x−113 = −153+1516 2x−113 = 1513 ↓ Bilde die Kehrbrüche.
132x−1 = 1315 ⋅13 2x−1 = 15 +1 2x = 16 :2 x = 8 Setze x nun in eine der obigen Gleichungen ein, z.B. in (I), und löse nach y auf.
(I) 2x−13−3y+28 = −51 ↓ Setze x=8 ein.
2⋅8−13−3y+28 = −51 153−3y+28 = −51 51−3y+28 = −51 −51 −3y+28 = −52 ↓ Bilde den Kehrbruch.
−83y+2 = −25 ⋅(−8) 3y+2 = 25⋅8 3y+2 = 20 −2 3y = 18 :3 y = 6 Gib die Lösungsmenge an, dabei zuerst die Lösung für x, dann für y.
L={(8∣6)}
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Versuche die Lösung für diese nicht-linearen Gleichungen mithilfe der Verfahren zu lösen, die du schon bei linearen Gleichungssystemen kennst.
- 14
Einem Schüler sind beim Lösen der folgenden Aufgaben einige Fehler unterlaufen. Korrigiere seine Lösungen.
Korrigiere die Lösung mithilfe des Gleichsetzungsverfahren
I. x1 = x2+4 II. 2x1 = 10+3x2 ↓ Gleichsetzen:
x2+4 = 10+3x2 −x2 4 = 10+2x2 −10 −6 = 2x2 :2 −3 = x2 x1 = −3+4 x1 = 1 Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Gleichsetzungsverfahren
Der Fehler liegt bei dem Auflösen von x1, das alleine stehen muss, weshalb man durch 2 teilt
II. 2x1 = 10+3x2 ↓ Teile Gleichung I durch 2, damit x1 alleine steht
x1 = 5+1,5x2 :2 Nun kannst du das Gleichsetzungsverfahren durchführen
Setze Gleichung I und II gleich
↓ x2+4 = 5+1,5x2 −x2 ↓ Bring das x2 auf die andere Seite, um alle Vorkommen auf einer Seite zu haben
4 = 5+0,5x2 −5 ↓ Subtrahiere auf beiden Seiten 5
−1 = 0,5x2 :0,5 ↓ Teile durch 0,5
−2 = x2 Setze nun x2=−2 in Gleichung I ein.
x1 = −2+4 x1 = 2 L={(2/-2)}
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Korrigiere die folgende Lösung mithilfe des Einsetzungsverfahren
I. 3x1+4x2 = 8 II. x1 = 3−2x2 ↓ Einsetzen
3⋅3−2x2+4x2 = 8 9x+2x2 = 8 −9 2x2 = −1 :2 x2 = −0,5 x1 = 3−2⋅(−0,5) x1 = 4 Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Einsetzungsverfahren
I. x1=3−2x2
II. 3x1+4x2=8
Der Fehler hierbei ist, dass 3−2x2 beim Einsetzen nicht in Klammern gesetzt wurde und somit falsch multipliziert wurde.
Setze die rechte Seite der Gleichung II vor dem Einsetzen unbedingt in eine Klammer. Ersetze x1 in Gleichung I durch den rechten Teil von Gleichung II.
↓ 3⋅(3−2x2)+4x2 = 8 ↓ Multipliziere alle Werte in der Klammer mit 3
9−6x2+4x2 = 8 ↓ Vereinfache die Gleichung I
9−2x2 = 8 −9 ↓ Subtrahiere von beiden Seiten 9
−2x2 = −1 :(−2) ↓ Teile beide Seiten durch -2
x2 = 0,5 ↓ Setze x2=0,5 in Gleichung II ein
Setze x2=0,5 in Gleichung II ein.
x1 = 3−2⋅0,5 ↓ Berechne den Term unter Beachtung von Punkt vor Strich
x1 = 2 L={(2|0,5)}
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Korrigiere folgende Lösung mithilfe des Additionsverfahren
I. 2x1+x2 = −1 II. 2x1−3x2 = 11 I. + II. −2x2 = 10 :(−2) x2 = −5 2x1−5 = −1 +5 2x1 = 4 :2 x1 = 2 L = {(2/4)}
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Additionsverfahren
Der Fehler hierbei ist, dass in der Regel mit addieren eine Variable wegfallen soll, was hier aber nicht funktioniert. Man muss subtrahieren.
I. - II.
↓ (2x1+x2)−(2x1−3x2) = −1−11 x2+3x2 = −12 4x2 = −12 :4 x2 = −3 Nun kannst du x2= -3 in Gleichung I einsetzen
2x1−3 = −1 +3 2x1 = 2 :2 x1 = 1 L = {(1/-3)}
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