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Einfache Linearterme im Nenner

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:
- 2x x +15 = -5

Lösung einblenden

D=R\{ -15 }

Wir multiplizieren den Nenner x +15 weg!

-2x x +15 = -5 |⋅( x +15 )
-2x x +15 · ( x +15 ) = -5 · ( x +15 )
- 2x 1 = -5( x +15 )
-2x = -5( x +15 )
-2x = -5x -75 | +5x
3x = -75 |:3
x = -25

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -25 }

Bruchgleichung (mit Ausklammern)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:
- 6x 3x +1 - 84 9x +3 = -4

Lösung einblenden

D=R\{ - 1 3 }

- 6x 3x +1 - 84 3( 3x +1 ) = -4 |(Nenner faktorisiert)

Wir multiplizieren den Nenner 3x +1 weg!

- 6x 3x +1 - 84 3( 3x +1 ) = -4 |⋅( 3x +1 )
- 6x 3x +1 · ( 3x +1 ) + -84 3( 3x +1 ) · ( 3x +1 ) = -4 · ( 3x +1 )
-6x -28 = -4( 3x +1 )
-6x -28 = -12x -4 | +28
-6x = -12x +24 | +12x
6x = 24 |:6
x = 4

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ 4 }

doppelte Bruchgl. (quadr.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-0,2 x -1 = - x 5x -5 +4x

Lösung einblenden

D=R\{ 1 }

- 0,2 x -1 = - x 5( x -1 ) +4x |(Nenner faktorisiert)

Wir multiplizieren den Nenner 5( x -1 ) weg!

- 0,2 x -1 = - x 5( x -1 ) +4x |⋅( 5( x -1 ) )
- 0,2 x -1 · ( 5( x -1 ) ) = - x 5( x -1 ) · ( 5( x -1 ) ) + 4x · ( 5( x -1 ) )
-1 = -x +20 x · ( x -1 )
-1 = 20 x 2 -21x
-1 = 20 x 2 -21x | -20 x 2 +21x

-20 x 2 +21x -1 = 0

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

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

x1,2 = -21 ± 21 2 -4 · ( -20 ) · ( -1 ) 2( -20 )

x1,2 = -21 ± 441 -80 -40

x1,2 = -21 ± 361 -40

x1 = -21 + 361 -40 = -21 +19 -40 = -2 -40 = 0,05

x2 = -21 - 361 -40 = -21 -19 -40 = -40 -40 = 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 "-20 " teilen:

-20 x 2 +21x -1 = 0 |: -20

x 2 - 21 20 x + 1 20 = 0

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

D = ( - 21 40 ) 2 - ( 1 20 ) = 441 1600 - 1 20 = 441 1600 - 80 1600 = 361 1600

x1,2 = 21 40 ± 361 1600

x1 = 21 40 - 19 40 = 2 40 = 0.05

x2 = 21 40 + 19 40 = 40 40 = 1

Lösung x= 1 ist nicht in der Definitionsmenge!

L={ 0,05 }

Bruchgl. mit x-Potenzen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

1 x 2 - 1 x 4 = 0

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x 4 weg!

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

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -1 ; 1 }

Bruchgleichung (quadr.) 1

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

13x +6 x +2 = 3x

Lösung einblenden

D=R\{ -2 }

Wir multiplizieren den Nenner x +2 weg!

13x +6 x +2 = 3x |⋅( x +2 )
13x +6 x +2 · ( x +2 ) = 3x · ( x +2 )
13x +6 = 3 x · ( x +2 )
13x +6 = 3 x 2 +6x
13x +6 = 3 x 2 +6x | -3 x 2 -6x

-3 x 2 +7x +6 = 0

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

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

x1,2 = -7 ± 7 2 -4 · ( -3 ) · 6 2( -3 )

x1,2 = -7 ± 49 +72 -6

x1,2 = -7 ± 121 -6

x1 = -7 + 121 -6 = -7 +11 -6 = 4 -6 = - 2 3 ≈ -0.67

x2 = -7 - 121 -6 = -7 -11 -6 = -18 -6 = 3

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 "-3 " teilen:

-3 x 2 +7x +6 = 0 |: -3

x 2 - 7 3 x -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 = ( - 7 6 ) 2 - ( -2 ) = 49 36 + 2 = 49 36 + 72 36 = 121 36

x1,2 = 7 6 ± 121 36

x1 = 7 6 - 11 6 = - 4 6 = -0.66666666666667

x2 = 7 6 + 11 6 = 18 6 = 3

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ - 2 3 ; 3 }

Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4x 2x -2 + 5x -1 x +1 -7 = 0

Lösung einblenden

D=R\{ 1 ; -1 }

4x 2x -2 + 5x -1 x +1 -7 = 0
4x 2( x -1 ) + 5x -1 x +1 -7 = 0 |(Nenner faktorisiert)

Wir multiplizieren den Nenner x -1 weg!

4x 2( x -1 ) + 5x -1 x +1 -7 = 0 |⋅( x -1 )
4x 2( x -1 ) · ( x -1 ) + 5x -1 x +1 · ( x -1 ) -7 · ( x -1 ) = 0
2x + ( 5x -1 ) · ( x -1 ) x +1 -7x +7 = 0
2x + 5 x 2 -6x +1 x +1 -7x +7 = 0
5 x 2 -6x +1 x +1 +2x -7x +7 = 0

Wir multiplizieren den Nenner x +1 weg!

5 x 2 -6x +1 x +1 +2x -7x +7 = 0 |⋅( x +1 )
5 x 2 -6x +1 x +1 · ( x +1 ) + 2x · ( x +1 ) -7x · ( x +1 ) + 7 · ( x +1 ) = 0
5 x 2 -6x +1 +2 x · ( x +1 )-7 x · ( x +1 ) +7x +7 = 0
5 x 2 -6x +1 + ( 2 x 2 +2x ) + ( -7 x 2 -7x ) +7x +7 = 0
-4x +8 = 0
-4x +8 = 0 | -8
-4x = -8 |:(-4 )
x = 2

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ 2 }

Bruchgleichung mit Parameter

Beispiel:

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

-4 + a x = -x

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

Lösung einblenden

D=R\{0}

-4 + a x = -x

Wir multiplizieren den Nenner x weg:

-4 + a x = -x |⋅x
-4 · x + a x · x = -x · x
-4x + a = - x 2
-4x + a + x 2 = 0
x 2 -4x + 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 -4x + a = x² - (p+q)x + pq

Wir müssen jetzt also nur noch zwei ganze Zahlen finden, deren Summe das Negative von -4 ist, also z.B.:

Mit p = 3 und q = 1 würde es funktionieren, denn -( 3 +1 ) = -4

Genauso muss dann auch a = p⋅q gelten, also a = 3 · 1 = 3

Zur Probe können wir ja noch mit a = 3 die quadratische Gleichung lösen, um zu überprüfen, ob die Lösungen wirklich ganzzahlig sind:

x 2 -4x +3 = 0

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

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

x1,2 = +4 ± ( -4 ) 2 -4 · 1 · 3 21

x1,2 = +4 ± 16 -12 2

x1,2 = +4 ± 4 2

x1 = 4 + 4 2 = 4 +2 2 = 6 2 = 3

x2 = 4 - 4 2 = 4 -2 2 = 2 2 = 1

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 = ( -2 ) 2 - 3 = 4 - 3 = 1

x1,2 = 2 ± 1

x1 = 2 - 1 = 1

x2 = 2 + 1 = 3

L={ 1 ; 3 }