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Polynomgleichungen (Nullprodukt)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

( x -4 ) · ( x -1 ) 2 = 0

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

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

1. Fall:

( x -1 ) 2 = 0 | 2
x -1 = 0
x -1 = 0 | +1
x1 = 1

2. Fall:

x -4 = 0 | +4
x2 = 4

L={ 1 ; 4 }

1 ist 2-fache Lösung!

Polynomgleichungen (Ausklammern)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 4 - x 2 = 0

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

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

1. Fall:

x 2 = 0 | 2
x1 = 0

2. Fall:

x 2 -1 = 0 | +1
x 2 = 1 | 2
x2 = - 1 = -1
x3 = 1 = 1

L={ -1 ; 0; 1 }

0 ist 2-fache Lösung!

Polynomgleichungen (Substitution)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 4 -16 = 0

Lösung einblenden
x 4 -16 = 0 | +16
x 4 = 16 | 4
x1 = - 16 4 = -2
x2 = 16 4 = 2

L={ -2 ; 2 }

Polynomgleichungen (Substitution II)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

16 x 2 + x 5 = - 64 x

Lösung einblenden

D=R\{0}

x 5 +16 x 2 = - 64 x

Wir multiplizieren den Nenner x weg!

x 5 +16 x 2 = - 64 x |⋅( x )
x 5 · x + 16 x 2 · x = - 64 x · x
x 5 · x +16 x 2 · x = -64
x 6 +16 x 3 = -64
x 6 +16 x 3 = -64 | +64
x 6 +16 x 3 +64 = 0

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

Setze u = x 3

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 +16u +64 = 0

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

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

u1,2 = -16 ± 16 2 -4 · 1 · 64 21

u1,2 = -16 ± 256 -256 2

u1,2 = -16 ± 0 2

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

u = -16 2 = -8

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 = 8 2 - 64 = 64 - 64 = 0

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

x = -8 ± 0 = -8

Rücksubstitution:

u1: x 3 = -8

x 3 = -8 | 3
x1 = - 8 3 = -2

u2: x 3 = -8

x 3 = -8 | 3
x2 = - 8 3 = -2

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -2 }

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

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

9x +18 + x 2 = 0

Lösung einblenden

x 2 +9x +18 = 0

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

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

x1,2 = -9 ± 9 2 -4 · 1 · 18 21

x1,2 = -9 ± 81 -72 2

x1,2 = -9 ± 9 2

x1 = -9 + 9 2 = -9 +3 2 = -6 2 = -3

x2 = -9 - 9 2 = -9 -3 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 = ( 9 2 ) 2 - 18 = 81 4 - 18 = 81 4 - 72 4 = 9 4

x1,2 = - 9 2 ± 9 4

x1 = - 9 2 - 3 2 = - 12 2 = -6

x2 = - 9 2 + 3 2 = - 6 2 = -3

L={ -6 ; -3 }