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Polynomgleichungen (Nullprodukt)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

( x +4 ) 2 · ( x -1 ) 2 = 0

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

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

1. Fall:

x +4 = 0 | -4
x1 = -4

2. Fall:

x -1 = 0 | +1
x2 = 1

L={ -4 ; 1 }

-4 ist 2-fache Lösung! 1 ist 2-fache Lösung!

Polynomgleichungen (Ausklammern)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 4 + x = 0

Lösung einblenden
x 4 + x = 0
x · ( x 3 +1 ) = 0

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

1. Fall:

x1 = 0

2. Fall:

x 3 +1 = 0 | -1
x 3 = -1 | ⋅3
x2 = - 1 3 = -1

L={ -1 ; 0}

Polynomgleichungen (Substitution)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 4 -1 = 0

Lösung einblenden
x 4 -1 = 0 | +1
x 4 = 1 | ⋅4
x1 = - 1 4 = -1
x2 = 1 4 = 1

L={ -1 ; 1 }

Polynomgleichungen (Substitution II)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

16 x -8x = - x 3

Lösung einblenden

D=R\{0}

-8x + 16 x = - x 3

Wir multiplizieren den Nenner x weg!

-8x + 16 x = - x 3 |⋅( x )
-8x · x + 16 x · x = - x 3 · x
-8 x · x +16 = - x 3 · x
-8 x 2 +16 = - x 3 · x
-8 x 2 +16 = - x 4
-8 x 2 +16 = - x 4 | + x 4
x 4 -8 x 2 +16 = 0

Diese Gleichung kann durch Substitution auf eine quadratische Gleichung zurückgeführt werden!

Setze u = x 2

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 -8u +16 = 0

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

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

u1,2 = +8 ± ( -8 ) 2 -4 · 1 · 16 2⋅1

u1,2 = +8 ± 64 -64 2

u1,2 = +8 ± 0 2

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

u = 8 2 = 4

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 - 16 = 16 - 16 = 0

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

x = 4 ± 0 = 4

Rücksubstitution:

u1: x 2 = 4

x 2 = 4 | ⋅2
x1 = - 4 = -2
x2 = 4 = 2

u2: x 2 = 4

x 2 = 4 | ⋅2
x3 = - 4 = -2
x4 = 4 = 2

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -2 ; 2 }

a-b-c-Formel (MNF) - erst sortieren

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 +30x = -14

Lösung einblenden
4 x 2 +30x = -14 | +14
4 x 2 +30x +14 = 0 |:2

2 x 2 +15x +7 = 0

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

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

x1,2 = -15 ± 15 2 -4 · 2 · 7 2⋅2

x1,2 = -15 ± 225 -56 4

x1,2 = -15 ± 169 4

x1 = -15 + 169 4 = -15 +13 4 = -2 4 = -0,5

x2 = -15 - 169 4 = -15 -13 4 = -28 4 = -7

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 "2 " teilen:

2 x 2 +15x +7 = 0 |: 2

x 2 + 15 2 x + 7 2 = 0

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

D = ( 15 4 ) 2 - ( 7 2 ) = 225 16 - 7 2 = 225 16 - 56 16 = 169 16

x1,2 = - 15 4 ± 169 16

x1 = - 15 4 - 13 4 = - 28 4 = -7

x2 = - 15 4 + 13 4 = - 2 4 = -0.5

L={ -7 ; -0,5 }