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Bruchgleichung (die linear bleibt)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:
3x x +2 + 13 x +2 = -4

Lösung einblenden

D=R\{ -2 }

Wir multiplizieren den Nenner x +2 weg!

3x x +2 + 13 x +2 = -4 |⋅( x +2 )
3x x +2 · ( x +2 ) + 13 x +2 · ( x +2 ) = -4 · ( x +2 )
3x +13 = -4( x +2 )
3x +13 = -4x -8 | -13
3x = -4x -21 | +4x
7x = -21 |:7
x = -3

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -3 }

42 Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x x +2 + 4 x -2 = 11 x 2 -4

Lösung einblenden

D=R\{ -2 ; 2 }

x x +2 + 4 x -2 = 11 ( x +2 ) · ( x -2 ) |(Nenner faktorisiert)

Wir multiplizieren den Nenner ( x +2 ) · ( x -2 ) weg!

x x +2 + 4 x -2 = 11 ( x +2 ) · ( x -2 ) |⋅( ( x +2 ) · ( x -2 ) )
x x +2 · ( x +2 ) · ( x -2 ) + 4 x -2 · ( x +2 ) · ( x -2 ) = 11 ( x +2 ) · ( x -2 ) · ( x +2 ) · ( x -2 )
x · ( x -2 ) +4x +8 = 11 x +2 x +2
x · ( x -2 ) +4x +8 = 11
x 2 -2x +4x +8 = 11
x 2 +2x +8 = 11
x 2 +2x +8 = 11 | -11

x 2 +2x -3 = 0

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

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

x1,2 = -2 ± 2 2 -4 · 1 · ( -3 ) 2⋅1

x1,2 = -2 ± 4 +12 2

x1,2 = -2 ± 16 2

x1 = -2 + 16 2 = -2 +4 2 = 2 2 = 1

x2 = -2 - 16 2 = -2 -4 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 = 1 2 - ( -3 ) = 1+ 3 = 4

x1,2 = -1 ± 4

x1 = -1 - 2 = -3

x2 = -1 + 2 = 1

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -3 ; 1 }

Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

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

Lösung einblenden

D=R\{ 5 3 }

Wir multiplizieren den Nenner 3x -5 weg!

5x +1 3x -5 -4 = 0 |⋅( 3x -5 )
5x +1 3x -5 · ( 3x -5 ) -4 · ( 3x -5 ) = 0
5x +1 -12x +20 = 0
-7x +21 = 0
-7x +21 = 0 | -21
-7x = -21 |:(-7 )
x = 3

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ 3 }

Bruchgl. mit x-Potenzen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

0 = -1 - 6 x + 7 x 2

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x 2 weg!

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

x 2 +6x -7 = 0

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

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

x1,2 = -6 ± 6 2 -4 · 1 · ( -7 ) 2⋅1

x1,2 = -6 ± 36 +28 2

x1,2 = -6 ± 64 2

x1 = -6 + 64 2 = -6 +8 2 = 2 2 = 1

x2 = -6 - 64 2 = -6 -8 2 = -14 2 = -7

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 - ( -7 ) = 9+ 7 = 16

x1,2 = -3 ± 16

x1 = -3 - 4 = -7

x2 = -3 + 4 = 1

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -7 ; 1 }

Bruchgleichung (quadr.) 1

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

5x -1 3x = x +3

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner 3x weg!

5x -1 3x = x +3 |⋅( 3x )
5x -1 3x · 3x = x · 3x + 3 · 3x
5x -1 = 3 x · x +9x
5x -1 = 3 x 2 +9x | -3 x 2 -9x

-3 x 2 -4x -1 = 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 · ( -3 ) · ( -1 ) 2⋅( -3 )

x1,2 = +4 ± 16 -12 -6

x1,2 = +4 ± 4 -6

x1 = 4 + 4 -6 = 4 +2 -6 = 6 -6 = -1

x2 = 4 - 4 -6 = 4 -2 -6 = 2 -6 = - 1 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 -4x -1 = 0 |: -3

x 2 + 4 3 x + 1 3 = 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 3 ) 2 - ( 1 3 ) = 4 9 - 1 3 = 4 9 - 3 9 = 1 9

x1,2 = - 2 3 ± 1 9

x1 = - 2 3 - 1 3 = - 3 3 = -1

x2 = - 2 3 + 1 3 = - 1 3 = -0.33333333333333

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -1 ; - 1 3 }

Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2x -2 + 3x 3x -4 + 4x -2x +2 = 0

Lösung einblenden

D=R\{ 4 3 ; 1 }

3x 3x -4 + x 2x -2 + 4x -2x +2 = 0
3x 3x -4 + x 2( x -1 ) + 4x 2( -x +1 ) = 0 |(Nenner faktorisiert)

Wir multiplizieren den Nenner 3x -4 weg!

3x 3x -4 + x 2( x -1 ) + 4x 2( -x +1 ) = 0 |⋅( 3x -4 )
3x 3x -4 · ( 3x -4 ) + x 2( x -1 ) · ( 3x -4 ) + 4x 2( -x +1 ) · ( 3x -4 ) = 0
3x + x · ( 3x -4 ) 2( x -1 ) + 2 x · ( 3x -4 ) -x +1 = 0
3x + 3 x 2 -4x 2( x -1 ) + 6 x 2 -8x -x +1 = 0
6 x 2 -8x -x +1 + 3 x 2 -4x 2( x -1 ) +3x = 0
3 x 2 -4x 2( x -1 ) + 6 x 2 -8x -x +1 +3x = 0

Wir multiplizieren den Nenner 2( x -1 ) weg!

3 x 2 -4x 2( x -1 ) + 6 x 2 -8x -x +1 +3x = 0 |⋅( 2( x -1 ) )
3 x 2 -4x 2( x -1 ) · ( 2( x -1 ) ) + 6 x 2 -8x -x +1 · ( 2( x -1 ) ) + 3x · ( 2( x -1 ) ) = 0
3 x 2 -4x +2 ( 6 x 2 -8x ) · ( x -1 ) -x +1 +6 x · ( x -1 ) = 0
3 x 2 -4x -4 x · ( 3x -4 )+6 x · ( x -1 ) = 0
3 x 2 -4x + ( -12 x 2 +16x ) + ( 6 x 2 -6x ) = 0
-3 x 2 +6x = 0
-3 x 2 +6x = 0
3 x · ( -x +2 ) = 0

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

1. Fall:

x1 = 0

2. Fall:

-x +2 = 0 | -2
-x = -2 |:(-1 )
x2 = 2

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={0; 2 }

Bruchgleichung mit Parameter

Beispiel:

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

a x + x = -2

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

Lösung einblenden

D=R\{0}

a x + x = -2

Wir multiplizieren den Nenner x weg:

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

Wir müssen jetzt also nur noch zwei ganze Zahlen finden, deren Summe das Negative von 2 ist, also z.B.:

Mit p = 3 und q = -5 würde es funktionieren, denn -( 3 -5 ) = 2

Genauso muss dann auch a = p⋅q gelten, also a = 3 · ( -5 ) = -15

Zur Probe können wir ja noch mit a = -15 die quadratische Gleichung lösen, um zu überprüfen, ob die Lösungen wirklich ganzzahlig sind:

x 2 +2x -15 = 0

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

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

x1,2 = -2 ± 2 2 -4 · 1 · ( -15 ) 2⋅1

x1,2 = -2 ± 4 +60 2

x1,2 = -2 ± 64 2

x1 = -2 + 64 2 = -2 +8 2 = 6 2 = 3

x2 = -2 - 64 2 = -2 -8 2 = -10 2 = -5

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 = 1 2 - ( -15 ) = 1+ 15 = 16

x1,2 = -1 ± 16

x1 = -1 - 4 = -5

x2 = -1 + 4 = 3

L={ -5 ; 3 }