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einfache Bruchgl. (quadr.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

25 x = x

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x weg!

25 x = x |⋅( x )
25 x · x = x · x
25 = x · x
25 = x 2
25 = x 2 | -25 - x 2
- x 2 = -25 |: ( -1 )
x 2 = 25 | 2
x1 = - 25 = -5
x2 = 25 = 5

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -5 ; 5 }

Bruchgleichung (quadr.) 1

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

5 + 1 x = x +5

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x weg!

5 + 1 x = x +5 |⋅( x )
5 · x + 1 x · x = x · x + 5 · x
5x +1 = x · x +5x
5x +1 = x 2 +5x | -1 - x 2 -5x
- x 2 = -1 |: ( -1 )
x 2 = 1 | 2
x1 = - 1 = -1
x2 = 1 = 1

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -1 ; 1 }

Bruchgleichung (quadr.) 2

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3x = - -13 x -3 -1

Lösung einblenden

D=R\{ 3 }

3x = 13 x -3 -1

Wir multiplizieren den Nenner x -3 weg!

3x = 13 x -3 -1 |⋅( x -3 )
3x · ( x -3 ) = 13 x -3 · ( x -3 ) -1 · ( x -3 )
3 x · ( x -3 ) = 13 - x +3
3 x · x +3 x · ( -3 ) = 13 - x +3
3 x · x -9x = 13 - x +3
3 x 2 -9x = -x +16
3 x 2 -9x = -x +16 | + x -16

3 x 2 -8x -16 = 0

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

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

x1,2 = +8 ± ( -8 ) 2 -4 · 3 · ( -16 ) 23

x1,2 = +8 ± 64 +192 6

x1,2 = +8 ± 256 6

x1 = 8 + 256 6 = 8 +16 6 = 24 6 = 4

x2 = 8 - 256 6 = 8 -16 6 = -8 6 = - 4 3

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 "3 " teilen:

3 x 2 -8x -16 = 0 |: 3

x 2 - 8 3 x - 16 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 = ( - 4 3 ) 2 - ( - 16 3 ) = 16 9 + 16 3 = 16 9 + 48 9 = 64 9

x1,2 = 4 3 ± 64 9

x1 = 4 3 - 8 3 = - 4 3 = -1.3333333333333

x2 = 4 3 + 8 3 = 12 3 = 4

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ - 4 3 ; 4 }

Bruchgl. mit x-Potenzen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

- 20 x 2 = - 1 x - 100 x 3

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x 3 weg!

- 20 x 2 = - 1 x - 100 x 3 |⋅( x 3 )
- 20 x 2 · x 3 = - 1 x · x 3 - 100 x 3 · x 3
-20x = - x 2 -100
-20x = - x 2 -100 | + x 2 +100

x 2 -20x +100 = 0

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

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

x1,2 = +20 ± ( -20 ) 2 -4 · 1 · 100 21

x1,2 = +20 ± 400 -400 2

x1,2 = +20 ± 0 2

Da die Wurzel Null ist, gibt es nur eine Lösung:

x = 20 2 = 10

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 = ( -10 ) 2 - 100 = 100 - 100 = 0

Da die Diskriminante D = 0 ist, hat die quadratische Gleichung nur eine Lösunng.

x = 10 ± 0 = 10

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ 10 }

doppelte Bruchgl. (quadr.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 4x +8 - x = - 5,5 2x +4

Lösung einblenden

D=R\{ -2 }

x 4( x +2 ) - x = - 5,5 2( x +2 ) |(Nenner faktorisiert)

Wir multiplizieren den Nenner 4( x +2 ) weg!

x 4( x +2 ) - x = - 5,5 2( x +2 ) |⋅( 4( x +2 ) )
x 4( x +2 ) · ( 4( x +2 ) ) -x · ( 4( x +2 ) ) = - 5,5 2( x +2 ) · ( 4( x +2 ) )
x -4 x · ( x +2 ) = -11
x + ( -4 x 2 -8x ) = -11
-4 x 2 -7x = -11
-4 x 2 -7x = -11 | +11

-4 x 2 -7x +11 = 0

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

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

x1,2 = +7 ± ( -7 ) 2 -4 · ( -4 ) · 11 2( -4 )

x1,2 = +7 ± 49 +176 -8

x1,2 = +7 ± 225 -8

x1 = 7 + 225 -8 = 7 +15 -8 = 22 -8 = -2,75

x2 = 7 - 225 -8 = 7 -15 -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 -7x +11 = 0 |: -4

x 2 + 7 4 x - 11 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 = ( 7 8 ) 2 - ( - 11 4 ) = 49 64 + 11 4 = 49 64 + 176 64 = 225 64

x1,2 = - 7 8 ± 225 64

x1 = - 7 8 - 15 8 = - 22 8 = -2.75

x2 = - 7 8 + 15 8 = 8 8 = 1

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -2,75 ; 1 }

Bruchgleichung mit Parameter

Beispiel:

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

x + a = 12 x

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

Lösung einblenden

D=R\{0}

x + a = 12 x

Wir multiplizieren den Nenner x weg:

x + a = 12 x |⋅x
x · x + a · x = 12 x · x
x 2 + a x = 12
x 2 + a x -12 = 0
x 2 + a x -12 = 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 -12 = x² - (p+q)x + pq

Wir müssen jetzt also nur noch zwei ganze Zahlen finden, deren Produkt -12 ist, also z.B.:

Mit p = 2 und q = -6 würde es funktionieren, denn 2 · ( -6 ) = -12

Genauso muss dann auch a = -(p+q) gelten, also a = -( 2 -6 ) = 4

Zur Probe können wir ja noch mit a = 4 die quadratische Gleichung lösen, um zu überprüfen, ob die Lösungen wirklich ganzzahlig sind:

x 2 +4x -12 = 0

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

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

x1,2 = -4 ± 4 2 -4 · 1 · ( -12 ) 21

x1,2 = -4 ± 16 +48 2

x1,2 = -4 ± 64 2

x1 = -4 + 64 2 = -4 +8 2 = 4 2 = 2

x2 = -4 - 64 2 = -4 -8 2 = -12 2 = -6

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 = 2 2 - ( -12 ) = 4+ 12 = 16

x1,2 = -2 ± 16

x1 = -2 - 4 = -6

x2 = -2 + 4 = 2

L={ -6 ; 2 }