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Einfache Linearterme im Nenner

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:
- 2x x -4 = -4

Lösung einblenden

D=R\{ 4 }

Wir multiplizieren den Nenner x -4 weg!

-2x x -4 = -4 |⋅( x -4 )
-2x x -4 · ( x -4 ) = -4 · ( x -4 )
- 2x 1 = -4( x -4 )
-2x = -4( x -4 )
-2x = -4x +16 | +4x
2x = 16 |:2
x = 8

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ 8 }

42 Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x x -7 + 7 x +7 = 71 x 2 -49

Lösung einblenden

D=R\{ -7 ; 7 }

x x -7 + 7 x +7 = 71 ( x +7 ) · ( x -7 ) |(Nenner faktorisiert)

Wir multiplizieren den Nenner ( x +7 ) · ( x -7 ) weg!

x x -7 + 7 x +7 = 71 ( x +7 ) · ( x -7 ) |⋅( ( x +7 ) · ( x -7 ) )
x x -7 · ( x +7 ) · ( x -7 ) + 7 x +7 · ( x +7 ) · ( x -7 ) = 71 ( x +7 ) · ( x -7 ) · ( x +7 ) · ( x -7 )
x · ( x +7 ) +7x -49 = 71 x +7 x +7
x · ( x +7 ) +7x -49 = 71
x 2 +7x +7x -49 = 71
x 2 +14x -49 = 71
x 2 +14x -49 = 71 | -71

x 2 +14x -120 = 0

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

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

x1,2 = -14 ± 14 2 -4 · 1 · ( -120 ) 21

x1,2 = -14 ± 196 +480 2

x1,2 = -14 ± 676 2

x1 = -14 + 676 2 = -14 +26 2 = 12 2 = 6

x2 = -14 - 676 2 = -14 -26 2 = -40 2 = -20

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 - ( -120 ) = 49+ 120 = 169

x1,2 = -7 ± 169

x1 = -7 - 13 = -20

x2 = -7 + 13 = 6

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -20 ; 6 }

Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2x -1 3x +9 -3 = 0

Lösung einblenden

D=R\{ -3 }

2x -1 3( x +3 ) -3 = 0 |(Nenner faktorisiert)

Wir multiplizieren den Nenner 3( x +3 ) weg!

2x -1 3( x +3 ) -3 = 0 |⋅( 3( x +3 ) )
2x -1 3( x +3 ) · ( 3( x +3 ) ) -3 · ( 3( x +3 ) ) = 0
2x -1 -9x -27 = 0
-7x -28 = 0
-7x -28 = 0 | +28
-7x = 28 |:(-7 )
x = -4

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -4 }

Bruchgl. mit x-Potenzen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

0 = - 1 x 2 + 100 x 4

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x 4 weg!

0 = - 1 x 2 + 100 x 4 |⋅( x 4 )
0 = - 1 x 2 · x 4 + 100 x 4 · x 4
0 = - x 2 +100
0 = - x 2 +100 |0 + x 2
x 2 = 100 | 2
x1 = - 100 = -10
x2 = 100 = 10

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -10 ; 10 }

Bruchgleichung (quadr.) 1

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-6x -4 x -1 = x

Lösung einblenden

D=R\{ 1 }

Wir multiplizieren den Nenner x -1 weg!

-6x -4 x -1 = x |⋅( x -1 )
-6x -4 x -1 · ( x -1 ) = x · ( x -1 )
-6x -4 = x · ( x -1 )
-6x -4 = x 2 - x
-6x -4 = x 2 - x | - x 2 + x

- x 2 -5x -4 = 0

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

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

x1,2 = +5 ± ( -5 ) 2 -4 · ( -1 ) · ( -4 ) 2( -1 )

x1,2 = +5 ± 25 -16 -2

x1,2 = +5 ± 9 -2

x1 = 5 + 9 -2 = 5 +3 -2 = 8 -2 = -4

x2 = 5 - 9 -2 = 5 -3 -2 = 2 -2 = -1

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 -5x -4 = 0 |: -1

x 2 +5x +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 = ( 5 2 ) 2 - 4 = 25 4 - 4 = 25 4 - 16 4 = 9 4

x1,2 = - 5 2 ± 9 4

x1 = - 5 2 - 3 2 = - 8 2 = -4

x2 = - 5 2 + 3 2 = - 2 2 = -1

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -4 ; -1 }

Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3x +1 x +1 + 4x 3x +5 + 5x +1 -x -1 = 0

Lösung einblenden

D=R\{ -1 ; - 5 3 }

5x +1 -x -1 + 3x +1 x +1 + 4x 3x +5 = 0
5x +1 -( x +1 ) + 3x +1 x +1 + 4x 3x +5 = 0 |(Nenner faktorisiert)

Wir multiplizieren den Nenner x +1 weg!

5x +1 -( x +1 ) + 3x +1 x +1 + 4x 3x +5 = 0 |⋅( x +1 )
5x +1 -( x +1 ) · ( x +1 ) + 3x +1 x +1 · ( x +1 ) + 4x 3x +5 · ( x +1 ) = 0
-5x -1 +3x +1 + 4 x · ( x +1 ) 3x +5 = 0
-5x -1 +3x +1 + 4 x 2 +4x 3x +5 = 0
4 x 2 +4x 3x +5 -5x +3x -1 +1 = 0

Wir multiplizieren den Nenner 3x +5 weg!

4 x 2 +4x 3x +5 -5x +3x -1 +1 = 0 |⋅( 3x +5 )
4 x 2 +4x 3x +5 · ( 3x +5 ) -5x · ( 3x +5 ) + 3x · ( 3x +5 ) -1 · ( 3x +5 ) + 1 · ( 3x +5 ) = 0
4 x 2 +4x -5 x · ( 3x +5 )+3 x · ( 3x +5 ) -3x -5 +3x +5 = 0
4 x 2 +4x + ( -15 x 2 -25x ) + ( 9 x 2 +15x ) -3x -5 +3x +5 = 0
-2 x 2 -6x = 0
-2 x 2 -6x = 0
-2 x · ( x +3 ) = 0

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

1. Fall:

x1 = 0

2. Fall:

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

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -3 ; 0}

Bruchgleichung mit Parameter

Beispiel:

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

x -11 = - a x

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

Lösung einblenden

D=R\{0}

x -11 = - a x

Wir multiplizieren den Nenner x weg:

x -11 = - a x |⋅x
x · x -11 · x = - a x · x
x 2 -11x = - a
x 2 -11x + a = 0
x 2 -11x + 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 -11x + a = x² - (p+q)x + pq

Wir müssen jetzt also nur noch zwei ganze Zahlen finden, deren Summe das Negative von -11 ist, also z.B.:

Mit p = 2 und q = 9 würde es funktionieren, denn -( 2 +9 ) = -11

Genauso muss dann auch a = p⋅q gelten, also a = 2 · 9 = 18

Zur Probe können wir ja noch mit a = 18 die quadratische Gleichung lösen, um zu überprüfen, ob die Lösungen wirklich ganzzahlig sind:

x 2 -11x +18 = 0

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

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

x1,2 = +11 ± ( -11 ) 2 -4 · 1 · 18 21

x1,2 = +11 ± 121 -72 2

x1,2 = +11 ± 49 2

x1 = 11 + 49 2 = 11 +7 2 = 18 2 = 9

x2 = 11 - 49 2 = 11 -7 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 = ( - 11 2 ) 2 - 18 = 121 4 - 18 = 121 4 - 72 4 = 49 4

x1,2 = 11 2 ± 49 4

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

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

L={ 2 ; 9 }