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Polynomgleichungen (Nullprodukt)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x · ( x +2 ) · ( x +5 ) = 0

Lösung einblenden
x ( x +2 ) · ( x +5 ) = 0

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

1. Fall:

x1 = 0

2. Fall:

( x +2 ) · ( x +5 ) = 0

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

1. Fall:

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

2. Fall:

x +5 = 0 | -5
x3 = -5

L={ -5 ; -2 ; 0}

Polynomgleichungen (Ausklammern)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 5 + x 2 = 0

Lösung einblenden
x 5 + x 2 = 0
x 2 · ( x 3 +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 3 +1 = 0 | -1
x 3 = -1 | ⋅3
x2 = - 1 3 = -1

L={ -1 ; 0}

0 ist 2-fache Lösung!

Polynomgleichungen (Substitution)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 4 -7 x 2 -18 = 0

Lösung einblenden
x 4 -7 x 2 -18 = 0

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

Setze u = x 2

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 -7u -18 = 0

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

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

u1,2 = +7 ± ( -7 ) 2 -4 · 1 · ( -18 ) 2⋅1

u1,2 = +7 ± 49 +72 2

u1,2 = +7 ± 121 2

u1 = 7 + 121 2 = 7 +11 2 = 18 2 = 9

u2 = 7 - 121 2 = 7 -11 2 = -4 2 = -2

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 = ( - 7 2 ) 2 - ( -18 ) = 49 4 + 18 = 49 4 + 72 4 = 121 4

x1,2 = 7 2 ± 121 4

x1 = 7 2 - 11 2 = - 4 2 = -2

x2 = 7 2 + 11 2 = 18 2 = 9

Rücksubstitution:

u1: x 2 = 9

x 2 = 9 | ⋅2
x1 = - 9 = -3
x2 = 9 = 3

u2: x 2 = -2

x 2 = -2 | ⋅2

Diese Gleichung hat keine (reele) Lösung!

L={ -3 ; 3 }

Polynomgleichungen (Substitution II)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 5 = 64 x

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x weg!

x 5 = 64 x |⋅( x )
x 5 · x = 64 x · x
x 5 · x = 64
x 6 = 64
x 6 = 64 | ⋅6
x1 = - 64 6 = -2
x2 = 64 6 = 2

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -2 ; 2 }

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

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-9 +35x = -4 x 2

Lösung einblenden
35x -9 = -4 x 2 | +4 x 2

4 x 2 +35x -9 = 0

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

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

x1,2 = -35 ± 35 2 -4 · 4 · ( -9 ) 2⋅4

x1,2 = -35 ± 1225 +144 8

x1,2 = -35 ± 1369 8

x1 = -35 + 1369 8 = -35 +37 8 = 2 8 = 0,25

x2 = -35 - 1369 8 = -35 -37 8 = -72 8 = -9

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 +35x -9 = 0 |: 4

x 2 + 35 4 x - 9 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 = ( 35 8 ) 2 - ( - 9 4 ) = 1225 64 + 9 4 = 1225 64 + 144 64 = 1369 64

x1,2 = - 35 8 ± 1369 64

x1 = - 35 8 - 37 8 = - 72 8 = -9

x2 = - 35 8 + 37 8 = 2 8 = 0.25

L={ -9 ; 0,25 }