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Polynomgleichungen (Nullprodukt)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x · ( x -4 ) · ( x -1 ) = 0

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

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

1. Fall:

x1 = 0

2. Fall:

( 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
x2 = 4

2. Fall:

x -1 = 0 | +1
x3 = 1

L={0; 1 ; 4 }

Polynomgleichungen (Ausklammern)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 6 + x 3 = 0

Lösung einblenden
x 6 + x 3 = 0
x 3 · ( x 3 +1 ) = 0

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

1. Fall:

x 3 = 0 | 3
x1 = 0

2. Fall:

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

L={ -1 ; 0}

0 ist 3-fache Lösung!

Polynomgleichungen (Substitution)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 4 -6 x 2 -27 = 0

Lösung einblenden
x 4 -6 x 2 -27 = 0

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

Setze u = x 2

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 -6u -27 = 0

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

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

u1,2 = +6 ± ( -6 ) 2 -4 · 1 · ( -27 ) 21

u1,2 = +6 ± 36 +108 2

u1,2 = +6 ± 144 2

u1 = 6 + 144 2 = 6 +12 2 = 18 2 = 9

u2 = 6 - 144 2 = 6 -12 2 = -6 2 = -3

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 = ( -3 ) 2 - ( -27 ) = 9+ 27 = 36

x1,2 = 3 ± 36

x1 = 3 - 6 = -3

x2 = 3 + 6 = 9

Rücksubstitution:

u1: x 2 = 9

x 2 = 9 | 2
x1 = - 9 = -3
x2 = 9 = 3

u2: x 2 = -3

x 2 = -3 | 2

Diese Gleichung hat keine (reele) Lösung!

L={ -3 ; 3 }

Polynomgleichungen (Substitution II)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

- 1 x 2 = - x 2

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x 2 weg!

- 1 x 2 = - x 2 |⋅( x 2 )
- 1 x 2 · x 2 = - x 2 · x 2
-1 = - x 2 · x 2
-1 = - x 4
-1 = - x 4 | +1 + x 4
x 4 = 1 | 4
x1 = - 1 4 = -1
x2 = 1 4 = 1

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -1 ; 1 }

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

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 +70 +38x = 0

Lösung einblenden
4 x 2 +38x +70 = 0 |:2

2 x 2 +19x +35 = 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 · 2 · 35 22

x1,2 = -19 ± 361 -280 4

x1,2 = -19 ± 81 4

x1 = -19 + 81 4 = -19 +9 4 = -10 4 = -2,5

x2 = -19 - 81 4 = -19 -9 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 +19x +35 = 0 |: 2

x 2 + 19 2 x + 35 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 = ( 19 4 ) 2 - ( 35 2 ) = 361 16 - 35 2 = 361 16 - 280 16 = 81 16

x1,2 = - 19 4 ± 81 16

x1 = - 19 4 - 9 4 = - 28 4 = -7

x2 = - 19 4 + 9 4 = - 10 4 = -2.5

L={ -7 ; -2,5 }