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Gleichungssystem-Rechner

Additionsverfahren Schritt für Schritt, mit beiden Geraden und ihrem Schnittpunkt.

Von Nethanel Bar, Mitgründer & CEO

Zuletzt aktualisiert

Willst du das ohne Rechner lösen können?

Der Mathekurs von Coddy bringt dir die Methode selbst bei: Du arbeitest jeden Schritt auf einer interaktiven Tafel und erfährst genau, wo ein Zug schiefgegangen ist.

Ein System sind zwei Geraden, und es zu lösen heißt, ihren Schnittpunkt zu finden

Zwei Gleichungen in x und y sind zwei Geraden in derselben Ebene. Ein Paar (x, y), das beide Gleichungen erfüllt, ist ein Punkt, der auf beiden Geraden liegt - also der Schnittpunkt. Das ist die ganze Idee, und sie erklärt alle Fälle auf einmal: Geraden, die sich einmal schneiden, ergeben eine Lösung, parallele Geraden keine, und eine zweimal gezeichnete Gerade unendlich viele.

Additions- und Einsetzungsverfahren sind nur Wege, diesen Schnittpunkt ohne Zeichnung zu finden. Diese Seite macht beide Hälften: das Bild, damit du siehst, was die Lösung bedeutet, und das Verfahren Zeile für Zeile, damit du siehst, wie sie gefunden wurde. Die meisten Rechner liefern nur eines von beidem.

Die beiden Sonderfälle werden benannt statt als Fehlschlag gemeldet. «Keine Lösung» und «unendlich viele Lösungen» sind echte Antworten mit echter Bedeutung, und ein Löser, der dabei die Achseln zuckt, lehrt Angst vor der Aufgabe. Hier wird die Lage aus den Koeffizienten bestimmt, sodass die Seite den Fall auch dann nennen kann, wenn es kein Paar zum Ausgeben gibt.

Worauf man in den Schritten achtet

  • Beim Additionsverfahren macht man die Koeffizienten einer Unbekannten gleich und addiert oder subtrahiert dann die Gleichungen, um sie zu beseitigen. Das ganze Verfahren ist diese eine Idee, wiederholt.
  • Ob addiert oder subtrahiert wird, hängt von den Vorzeichen ab: gleiche Vorzeichen subtrahieren, verschiedene addieren. Das zu verwechseln ist der häufigste Fehler.
  • Hast du eine Unbekannte, setze sie in eine der ursprünglichen Gleichungen ein, um die andere zu bekommen. In eine beliebige - liefern beide Verschiedenes, war vorher etwas falsch.
  • Parallele Geraden bedeuten gleiche Steigung und verschiedene Achsenabschnitte. In der Algebra zeigt sich das als unmögliche Zeile wie 0 = -2, was keine Fehlermeldung ist, sondern die Antwort.
  • Drei Unbekannte gehen genauso: eine beseitigen, dann ein 2x2-System lösen. Dort hilft das Bild nicht mehr, denn drei Unbekannte sind Ebenen und keine Geraden.

So benutzt du den Rechner

  1. Pro Zeile eine Gleichung

    Wie auf Papier: 2x + y = 5 in die erste Zeile, x - y = 1 in die zweite. Brüche und Dezimalzahlen als Koeffizienten sind erlaubt.

  2. Ergebnis und Lage lesen

    Das Paar steht oben. Darunter sagt ein Satz, was das System geometrisch ist: ein Schnittpunkt, parallel, oder dieselbe Gerade zweimal.

  3. Das Bild anschauen

    Die Geraden werden mit markiertem Schnittpunkt gezeichnet. Überrascht die Antwort, erklärt das Bild sie meist schneller als die Algebra.

  4. Dem Verfahren folgen

    Die numerierten Schritte zeigen, welche Unbekannte wie beseitigt wurde und was übrig blieb. Genau dieses Verfahren sollst du reproduzieren.

Die drei Fälle

Jedes 2x2-System ist einer davon, und welcher, erkennt man an den Geraden noch vor jeder Rechnung.

FallDie GeradenBeispiel
Eine LösungCross once2x + y = 5, x - y = 1 → (2, 1)
Keine LösungParallel, different interceptsx + y = 3, x + y = 5
Unendlich vieleThe same line twicex + y = 3, 2x + 2y = 6
Nur eine GleichungA whole line of solutions2x + 3y = 7
Drei UnbekanntePlanes, not linesx + y + z = 6, x - y = 0, z = 2

Durchgerechnete Beispiele

Ein Schnittpunkt: 2x + y = 5 und x - y = 1

plain
2x + y = 5; x - y = 1

Addieren beseitigt y sofort, weil +y und -y sich aufheben: 3x = 6, also x = 2, und dann y = 1 aus einer der beiden Gleichungen. Das Bild zeigt die Geraden mit Schnittpunkt (2, 1) - ein Punkt, eine Antwort.

Parallele Geraden: x + y = 3 und x + y = 5

plain
x + y = 3; x + y = 5

Subtrahieren liefert 0 = -2, was kein Zahlenpaar reparieren kann. Das ist kein Versagen des Lösers, sondern die Antwort. Die Geraden haben gleiche Steigung und verschiedene Achsenabschnitte, treffen sich also nie, und das System hat keine Lösung.

Dieselbe Gerade zweimal: x + y = 3 und 2x + 2y = 6

plain
x + y = 3; 2x + 2y = 6

Die zweite Gleichung ist die erste verdoppelt, zeichnet also dieselbe Gerade. Jeder Punkt darauf erfüllt beide, also unendlich viele Lösungen. Im Bild siehst du nur eine Gerade, weil es nur eine gibt.

Drei Unbekannte: x + y + z = 6, x - y = 0, z = 2

plain
x + y + z = 6; x - y = 0; z = 2

Mit z = 2 und x = y werden drei Gleichungen zu einer, und es folgt x = y = 2. Hier gibt es kein Bild - drei Unbekannte sind Ebenen, keine Geraden - aber das Beseitigen ist dasselbe Verfahren, eine Unbekannte auf einmal.

Häufige Fehler

  • Addieren, wo subtrahiert werden müsste. Gleiche Koeffizienten mit gleichem Vorzeichen werden subtrahiert; nur entgegengesetzte heben sich beim Addieren auf.
  • Nur einen Teil einer Gleichung multiplizieren. Wer eine Gleichung skaliert, muss jeden Term skalieren - die rechte Seite eingeschlossen.
  • In die eben veränderte Gleichung einsetzen. Nimm eine der ursprünglichen, sonst geht die zweite Bedingung verloren.
  • Eine Unbekannte finden und aufhören. Ein 2x2-System hat zwei Antworten; nur x zu nennen ist eine halbe Lösung.
  • 0 = -2 als Rechenfehler statt als «keine Lösung» lesen. Ebenso heißt 0 = 0 unendlich viele und nicht, dass etwas schiefging.
  • Nur in einer Gleichung prüfen. Setz das Paar in BEIDE ursprünglichen Gleichungen ein; eine allein beweist nichts.

Häufige Fragen

Wie löst man ein Gleichungssystem?
Mach die Koeffizienten einer Unbekannten in beiden Gleichungen gleich und addiere oder subtrahiere dann, um sie zu beseitigen. Löse die übrige Gleichung, setze den Wert in eine der ursprünglichen ein, um die andere Unbekannte zu finden, und prüfe das Paar am Ende in beiden.
Was ist der Unterschied zwischen Additions- und Einsetzungsverfahren?
Das Additionsverfahren kombiniert die Gleichungen, um eine Unbekannte zu entfernen; das Einsetzungsverfahren löst eine Gleichung nach einer Unbekannten auf und setzt diesen Ausdruck in die andere ein. Beide liefern dasselbe. Bei glatten Koeffizienten ist Addition kürzer, bei einer schon freigestellten Unbekannten das Einsetzen.
Was bedeutet «keine Lösung» bei einem System?
Dass die beiden Geraden parallel sind: gleiche Steigung, verschiedene Achsenabschnitte, also kein gemeinsamer Punkt. In der Algebra erscheint das als unmögliche Aussage wie 0 = -2. Das ist eine vollständige Antwort, kein Scheitern.
Was bedeutet «unendlich viele Lösungen»?
Dass beide Gleichungen dieselbe Gerade beschreiben - eine ist ein Vielfaches der anderen. Jeder Punkt dieser Geraden erfüllt beide Gleichungen, die Lösung ist also die ganze Gerade und kein einzelnes Paar. Oft soll man sie mit einer Variablen als Parameter angeben.
Löst der Rechner drei Gleichungen mit drei Unbekannten?
Ja, und er zeigt das Beseitigen genauso: eine Unbekannte entfernen, das 2x2-System lösen, dann zurückrechnen. Gezeichnet wird nur bei zwei Unbekannten, denn drei sind Ebenen, und ein flaches Bild würde mehr täuschen als erklären.
Warum werden die Geraden gezeichnet?
Weil das Bild die Bedeutung ist. Das Verfahren ist zuverlässig, verbirgt aber, was passiert; zwei Geraden, die sich in einem Punkt schneiden, machen offensichtlich, warum es genau eine Antwort gibt - und warum Parallelen keine haben.
Sind Brüche und Dezimalzahlen erlaubt?
Ja, und exakt. 0,5x + y = 3 wird als ein halb gelesen, und die Lösung eines Systems mit gebrochenen Koeffizienten kommt als exakter Bruch heraus, nicht als gerundete Dezimalzahl.

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