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einfache Bruchgl. (quadr.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

12 x = 3x

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x weg!

12 x = 3x |⋅( x )
12 x · x = 3x · x
12 = 3 x · x
12 = 3 x 2
12 = 3 x 2 | -12 -3 x 2
-3 x 2 = -12 |: ( -3 )
x 2 = 4 | 2
x1 = - 4 = -2
x2 = 4 = 2

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -2 ; 2 }

Bruchgleichung (quadr.) 1

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 - 6 x = x -5

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x weg!

2 - 6 x = x -5 |⋅( x )
2 · x - 6 x · x = x · x -5 · x
2x -6 = x · x -5x
2x -6 = x 2 -5x | - x 2 +5x

- x 2 +7x -6 = 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 · ( -1 ) · ( -6 ) 2( -1 )

x1,2 = -7 ± 49 -24 -2

x1,2 = -7 ± 25 -2

x1 = -7 + 25 -2 = -7 +5 -2 = -2 -2 = 1

x2 = -7 - 25 -2 = -7 -5 -2 = -12 -2 = 6

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 +7x -6 = 0 |: -1

x 2 -7x +6 = 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 2 ) 2 - 6 = 49 4 - 6 = 49 4 - 24 4 = 25 4

x1,2 = 7 2 ± 25 4

x1 = 7 2 - 5 2 = 2 2 = 1

x2 = 7 2 + 5 2 = 12 2 = 6

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ 1 ; 6 }

Bruchgleichung (quadr.) 2

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 x -3 + x +1 = 0

Lösung einblenden

D=R\{ 3 }

3 x -3 + x +1 = 0

Wir multiplizieren den Nenner x -3 weg!

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

Bruchgl. mit x-Potenzen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

0 = -1 - 4 x + 21 x 2

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x 2 weg!

0 = -1 - 4 x + 21 x 2 |⋅( x 2 )
0 = -1 · x 2 - 4 x · x 2 + 21 x 2 · x 2
0 = - x 2 -4x +21
0 = - x 2 -4x +21 | + x 2 +4x -21

x 2 +4x -21 = 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 · ( -21 ) 21

x1,2 = -4 ± 16 +84 2

x1,2 = -4 ± 100 2

x1 = -4 + 100 2 = -4 +10 2 = 6 2 = 3

x2 = -4 - 100 2 = -4 -10 2 = -14 2 = -7

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 - ( -21 ) = 4+ 21 = 25

x1,2 = -2 ± 25

x1 = -2 - 5 = -7

x2 = -2 + 5 = 3

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -7 ; 3 }

doppelte Bruchgl. (quadr.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-x = - x 5x +20 - -2,4 x +4

Lösung einblenden

D=R\{ -4 }

-x = - x 5x +20 + 2,4 x +4
-x = - x 5( x +4 ) + 2,4 x +4 |(Nenner faktorisiert)

Wir multiplizieren den Nenner 5( x +4 ) weg!

-x = - x 5( x +4 ) + 2,4 x +4 |⋅( 5( x +4 ) )
-x · ( 5( x +4 ) ) = - x 5( x +4 ) · ( 5( x +4 ) ) + 2,4 x +4 · ( 5( x +4 ) )
-5 x ( x +4 ) = -x +12
-5 x · x -5 x · 4 = -x +12
-5 x · x -20x = -x +12
-5 x 2 -20x = -x +12
-5 x 2 -20x = -x +12 | + x -12

-5 x 2 -19x -12 = 0

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

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

x1,2 = +19 ± ( -19 ) 2 -4 · ( -5 ) · ( -12 ) 2( -5 )

x1,2 = +19 ± 361 -240 -10

x1,2 = +19 ± 121 -10

x1 = 19 + 121 -10 = 19 +11 -10 = 30 -10 = -3

x2 = 19 - 121 -10 = 19 -11 -10 = 8 -10 = -0,8

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 "-5 " teilen:

-5 x 2 -19x -12 = 0 |: -5

x 2 + 19 5 x + 12 5 = 0

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

D = ( 19 10 ) 2 - ( 12 5 ) = 361 100 - 12 5 = 361 100 - 240 100 = 121 100

x1,2 = - 19 10 ± 121 100

x1 = - 19 10 - 11 10 = - 30 10 = -3

x2 = - 19 10 + 11 10 = - 8 10 = -0.8

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -3 ; -0,8 }

Bruchgleichung mit Parameter

Beispiel:

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

8 + a x = -x

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

Lösung einblenden

D=R\{0}

8 + a x = -x

Wir multiplizieren den Nenner x weg:

8 + a x = -x |⋅x
8 · x + a x · x = -x · x
8x + a = - x 2
8x + a + x 2 = 0
x 2 +8x + a = 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 +8x + a = x² - (p+q)x + pq

Wir müssen jetzt also nur noch zwei ganze Zahlen finden, deren Summe das Negative von 8 ist, also z.B.:

Mit p = 2 und q = -10 würde es funktionieren, denn -( 2 -10 ) = 8

Genauso muss dann auch a = p⋅q gelten, also a = 2 · ( -10 ) = -20

Zur Probe können wir ja noch mit a = -20 die quadratische Gleichung lösen, um zu überprüfen, ob die Lösungen wirklich ganzzahlig sind:

x 2 +8x -20 = 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 · 1 · ( -20 ) 21

x1,2 = -8 ± 64 +80 2

x1,2 = -8 ± 144 2

x1 = -8 + 144 2 = -8 +12 2 = 4 2 = 2

x2 = -8 - 144 2 = -8 -12 2 = -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 = 4 2 - ( -20 ) = 16+ 20 = 36

x1,2 = -4 ± 36

x1 = -4 - 6 = -10

x2 = -4 + 6 = 2

L={ -10 ; 2 }