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einfache Bruchgl. (quadr.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

- 3x x +1 = -x

Lösung einblenden

D=R\{ -1 }

Wir multiplizieren den Nenner x +1 weg!

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

Ein Produkt ist genau dann =0, wenn mindestens einer der beiden Faktoren =0 ist.

1. Fall:

x1 = 0

2. Fall:

x -2 = 0 | +2
x2 = 2

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={0; 2 }

Bruchgleichung (quadr.) 1

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-4 + 3 x = x -2

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x weg!

-4 + 3 x = x -2 |⋅( x )
-4 · x + 3 x · x = x · x -2 · x
-4x +3 = x · x -2x
-4x +3 = x 2 -2x | - x 2 +2x

- x 2 -2x +3 = 0

Lösen mit der a-b-c-Formel (Mitternachtsformel):

eingesetzt in x1,2 = - b ± b 2 -4a · c 2a ergibt:

x1,2 = +2 ± ( -2 ) 2 -4 · ( -1 ) · 3 2( -1 )

x1,2 = +2 ± 4 +12 -2

x1,2 = +2 ± 16 -2

x1 = 2 + 16 -2 = 2 +4 -2 = 6 -2 = -3

x2 = 2 - 16 -2 = 2 -4 -2 = -2 -2 = 1

Lösen mit der p-q-Formel (x² + px + q = 0):

Um die Gleichung auf die Form "x² + px + q = 0" zu bekommen, müssen wir zuerst die ganze Gleichung durch "-1 " teilen:

- x 2 -2x +3 = 0 |: -1

x 2 +2x -3 = 0

vor dem Einsetzen in x1,2 = - p 2 ± ( p 2 ) 2 - q
berechnen wir zuerst die Diskriminante D = ( p 2 ) 2 - q :

D = 1 2 - ( -3 ) = 1+ 3 = 4

x1,2 = -1 ± 4

x1 = -1 - 2 = -3

x2 = -1 + 2 = 1

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -3 ; 1 }

Bruchgleichung (quadr.) 2

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 x +3 = -x +1

Lösung einblenden

D=R\{ -3 }

Wir multiplizieren den Nenner x +3 weg!

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

Ein Produkt ist genau dann =0, wenn mindestens einer der beiden Faktoren =0 ist.

1. Fall:

x1 = 0

2. Fall:

x +2 = 0 | -2
x2 = -2

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -2 ; 0}

Bruchgl. mit x-Potenzen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

1 x = 64 x 3

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x 3 weg!

1 x = 64 x 3 |⋅( x 3 )
1 x · x 3 = 64 x 3 · x 3
x 2 = 64
x 2 = 64 | 2
x1 = - 64 = -8
x2 = 64 = 8

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -8 ; 8 }

doppelte Bruchgl. (quadr.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 4x -12 + -7,5 2x -6 + x = 0

Lösung einblenden

D=R\{ 3 }

x 4x -12 - 7,5 2x -6 + x = 0
x 4( x -3 ) - 7,5 2( x -3 ) + x = 0 |(Nenner faktorisiert)

Wir multiplizieren den Nenner 4( x -3 ) weg!

x 4( x -3 ) - 7,5 2( x -3 ) + x = 0 |⋅( 4( x -3 ) )
x 4( x -3 ) · ( 4( x -3 ) ) + -7,5 2( x -3 ) · ( 4( x -3 ) ) + x · ( 4( x -3 ) ) = 0
x -15 +4 x ( x -3 ) = 0
x -15 + ( 4 x 2 -12x ) = 0
4 x 2 -11x -15 = 0

4 x 2 -11x -15 = 0

Lösen mit der a-b-c-Formel (Mitternachtsformel):

eingesetzt in x1,2 = - b ± b 2 -4a · c 2a ergibt:

x1,2 = +11 ± ( -11 ) 2 -4 · 4 · ( -15 ) 24

x1,2 = +11 ± 121 +240 8

x1,2 = +11 ± 361 8

x1 = 11 + 361 8 = 11 +19 8 = 30 8 = 3,75

x2 = 11 - 361 8 = 11 -19 8 = -8 8 = -1

Lösen mit der p-q-Formel (x² + px + q = 0):

Um die Gleichung auf die Form "x² + px + q = 0" zu bekommen, müssen wir zuerst die ganze Gleichung durch "4 " teilen:

4 x 2 -11x -15 = 0 |: 4

x 2 - 11 4 x - 15 4 = 0

vor dem Einsetzen in x1,2 = - p 2 ± ( p 2 ) 2 - q
berechnen wir zuerst die Diskriminante D = ( p 2 ) 2 - q :

D = ( - 11 8 ) 2 - ( - 15 4 ) = 121 64 + 15 4 = 121 64 + 240 64 = 361 64

x1,2 = 11 8 ± 361 64

x1 = 11 8 - 19 8 = - 8 8 = -1

x2 = 11 8 + 19 8 = 30 8 = 3.75

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -1 ; 3,75 }

Bruchgleichung mit Parameter

Beispiel:

Für x ≠ 0 und a ∈ Z\{0} ist die folgende Gleichung gegeben:

30 x + a = -x

Bestimme a so, dass die Gleichung zwei (verschiedene) ganzzahlige Lösungen besitzt.

Lösung einblenden

D=R\{0}

30 x + a = -x

Wir multiplizieren den Nenner x weg:

30 x + a = -x |⋅x
30 x · x + a · x = -x · x
30 + a x = - x 2
30 + a x + x 2 = 0
x 2 + a x +30 = 0

Um jetzt ein a zu finden, für das die quadratische Gleichung zwei ganzzahlige Lösungen hat, bezeichnen wir die beiden Lösungen einfach mal mit p und q und schreiben einen faktorisierten Term mit diesen Lösungen auf:

(x-p)⋅(x-q)

Wenn wir jetzt den faktorisierten Term ausmultiplizieren, erkennen wir, dass auch hier die 1 der Koeffizient vor dem x² ist.

= x² - px - qx + pq
= x² - (p+q)x + pq

Es muss somit gelten:

x 2 + a x +30 = x² - (p+q)x + pq

Wir müssen jetzt also nur noch zwei ganze Zahlen finden, deren Produkt 30 ist, also z.B.:

Mit p = 2 und q = 15 würde es funktionieren, denn 2 · 15 = 30

Genauso muss dann auch a = -(p+q) gelten, also a = -( 2 +15 ) = -17

Zur Probe können wir ja noch mit a = -17 die quadratische Gleichung lösen, um zu überprüfen, ob die Lösungen wirklich ganzzahlig sind:

x 2 -17x +30 = 0

Lösen mit der a-b-c-Formel (Mitternachtsformel):

eingesetzt in x1,2 = - b ± b 2 -4a · c 2a ergibt:

x1,2 = +17 ± ( -17 ) 2 -4 · 1 · 30 21

x1,2 = +17 ± 289 -120 2

x1,2 = +17 ± 169 2

x1 = 17 + 169 2 = 17 +13 2 = 30 2 = 15

x2 = 17 - 169 2 = 17 -13 2 = 4 2 = 2

Lösen mit der p-q-Formel (x² + px + q = 0):

vor dem Einsetzen in x1,2 = - p 2 ± ( p 2 ) 2 - q
berechnen wir zuerst die Diskriminante D = ( p 2 ) 2 - q :

D = ( - 17 2 ) 2 - 30 = 289 4 - 30 = 289 4 - 120 4 = 169 4

x1,2 = 17 2 ± 169 4

x1 = 17 2 - 13 2 = 4 2 = 2

x2 = 17 2 + 13 2 = 30 2 = 15

L={ 2 ; 15 }