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Einfache Linearterme im Nenner

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:
2x x +10 = 4

Lösung einblenden

D=R\{ -10 }

Wir multiplizieren den Nenner x +10 weg!

2x x +10 = 4 |⋅( x +10 )
2x x +10 · ( x +10 ) = 4 · ( x +10 )
2x = 4( x +10 )
2x = 4x +40 | -4x
-2x = 40 |:(-2 )
x = -20

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -20 }

42 Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x x +3 + 11 x -3 = 17 x 2 -9

Lösung einblenden

D=R\{ -3 ; 3 }

x x +3 + 11 x -3 = 17 ( x +3 ) ( x -3 ) |(Nenner faktorisiert)

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

x x +3 + 11 x -3 = 17 ( x +3 ) ( x -3 ) |⋅( ( x +3 ) ( x -3 ) )
x x +3 · ( x +3 ) ( x -3 ) + 11 x -3 · ( x +3 ) ( x -3 ) = 17 ( x +3 ) ( x -3 ) · ( x +3 ) ( x -3 )
x ( x -3 ) +11x +33 = 17 x +3 x +3
x ( x -3 ) +11x +33 = 17
x 2 -3x +11x +33 = 17
x 2 +8x +33 = 17
x 2 +8x +33 = 17 | -17

x 2 +8x +16 = 0

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

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

x1,2 = -8 ± 8 2 -4 · 1 · 16 21

x1,2 = -8 ± 64 -64 2

x1,2 = -8 ± 0 2

Da die Wurzel Null ist, gibt es nur eine Lösung:

x = -8 2 = -4

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 = 4 2 - 16 = 16 - 16 = 0

Da die Diskriminante D = 0 ist, hat die quadratische Gleichung nur eine Lösunng.

x = -4 ± 0 = -4

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -4 }

doppelte Bruchgl. (quadr.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

0 = - x 3x -9 - -70 2x -6 -2x

Lösung einblenden

D=R\{ 3 }

0 = - x 3x -9 + 70 2x -6 -2x
0 = - x 3( x -3 ) + 70 2( x -3 ) -2x |(Nenner faktorisiert)

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

0 = - x 3( x -3 ) + 70 2( x -3 ) -2x |⋅( 3( x -3 ) )
0 = - x 3( x -3 ) · ( 3( x -3 ) ) + 70 2( x -3 ) · ( 3( x -3 ) ) -2x · ( 3( x -3 ) )
0 = -x +105 -6 x ( x -3 )
0 = -6 x 2 +17x +105
0 = -6 x 2 +17x +105 | +6 x 2 -17x -105

6 x 2 -17x -105 = 0

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

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

x1,2 = +17 ± ( -17 ) 2 -4 · 6 · ( -105 ) 26

x1,2 = +17 ± 289 +2520 12

x1,2 = +17 ± 2809 12

x1 = 17 + 2809 12 = 17 +53 12 = 70 12 = 35 6 ≈ 5.83

x2 = 17 - 2809 12 = 17 -53 12 = -36 12 = -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 "6 " teilen:

6 x 2 -17x -105 = 0 |: 6

x 2 - 17 6 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 = ( - 17 12 ) 2 - ( - 35 2 ) = 289 144 + 35 2 = 289 144 + 2520 144 = 2809 144

x1,2 = 17 12 ± 2809 144

x1 = 17 12 - 53 12 = - 36 12 = -3

x2 = 17 12 + 53 12 = 70 12 = 5.8333333333333

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -3 ; 35 6 }

Bruchgl. mit x-Potenzen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

10 x = -1 - 25 x 2

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x 2 weg!

10 x = -1 - 25 x 2 |⋅( x 2 )
10 x · x 2 = -1 · x 2 - 25 x 2 · x 2
10x = - x 2 -25
10x = - x 2 -25 | + x 2 +25

x 2 +10x +25 = 0

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

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

x1,2 = -10 ± 10 2 -4 · 1 · 25 21

x1,2 = -10 ± 100 -100 2

x1,2 = -10 ± 0 2

Da die Wurzel Null ist, gibt es nur eine Lösung:

x = -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 = 5 2 - 25 = 25 - 25 = 0

Da die Diskriminante D = 0 ist, hat die quadratische Gleichung nur eine Lösunng.

x = -5 ± 0 = -5

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -5 }

Bruchgleichung (quadr.) 1

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4x = -39x +6 x -4

Lösung einblenden

D=R\{ 4 }

Wir multiplizieren den Nenner x -4 weg!

4x = -39x +6 x -4 |⋅( x -4 )
4x · ( x -4 ) = -39x +6 x -4 · ( x -4 )
4 x ( x -4 ) = -39x +6
4 x · x +4 x · ( -4 ) = -39x +6
4 x · x -16x = -39x +6
4 x 2 -16x = -39x +6
4 x 2 -16x = -39x +6 | +39x -6

4 x 2 +23x -6 = 0

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

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

x1,2 = -23 ± 23 2 -4 · 4 · ( -6 ) 24

x1,2 = -23 ± 529 +96 8

x1,2 = -23 ± 625 8

x1 = -23 + 625 8 = -23 +25 8 = 2 8 = 0,25

x2 = -23 - 625 8 = -23 -25 8 = -48 8 = -6

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 +23x -6 = 0 |: 4

x 2 + 23 4 x - 3 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 = ( 23 8 ) 2 - ( - 3 2 ) = 529 64 + 3 2 = 529 64 + 96 64 = 625 64

x1,2 = - 23 8 ± 625 64

x1 = - 23 8 - 25 8 = - 48 8 = -6

x2 = - 23 8 + 25 8 = 2 8 = 0.25

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -6 ; 0,25 }

Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

6x x -2 + 6x x -1 + 15x -x +2 = 0

Lösung einblenden

D=R\{ 1 ; 2 }

6x x -1 + 6x x -2 + 15x -x +2 = 0

Wir multiplizieren den Nenner x -1 weg!

6x x -1 + 6x x -2 + 15x -x +2 = 0 |⋅( x -1 )
6x x -1 · ( x -1 ) + 6x x -2 · ( x -1 ) + 15x -x +2 · ( x -1 ) = 0
6x + 6 x ( x -1 ) x -2 + 15 x ( x -1 ) -x +2 = 0
6x + 6 x 2 -6x x -2 + 15 x 2 -15x -x +2 = 0
15 x 2 -15x -x +2 + 6 x 2 -6x x -2 +6x = 0
6 x 2 -6x x -2 + 15 x 2 -15x -x +2 +6x = 0

Wir multiplizieren den Nenner x -2 weg!

6 x 2 -6x x -2 + 15 x 2 -15x -x +2 +6x = 0 |⋅( x -2 )
6 x 2 -6x x -2 · ( x -2 ) + 15 x 2 -15x -x +2 · ( x -2 ) + 6x · ( x -2 ) = 0
6 x 2 -6x + ( 15 x 2 -15x ) ( x -2 ) -x +2 +6 x ( x -2 ) = 0
6 x 2 -6x -15 x ( x -1 )+6 x ( x -2 ) = 0
6 x 2 -6x + ( -15 x 2 +15x ) + ( 6 x 2 -12x ) = 0
-3 x 2 -3x = 0
-3 x 2 -3x = 0
-3 x ( x +1 ) = 0

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

1. Fall:

x1 = 0

2. Fall:

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

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -1 ; 0}

Bruchgleichung mit Parameter

Beispiel:

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

-2 + a x = -x

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

Lösung einblenden

D=R\{0}

-2 + a x = -x

Wir multiplizieren den Nenner x weg:

-2 + a x = -x |⋅x
-2 · x + a x · x = -x · x
-2x + a = - x 2
-2x + a + x 2 = 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 = -1 würde es funktionieren, denn -( 3 -1 ) = -2

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 -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 ) 21

x1,2 = +2 ± 4 +12 2

x1,2 = +2 ± 16 2

x1 = 2 + 16 2 = 2 +4 2 = 6 2 = 3

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

x1,2 = 1 ± 4

x1 = 1 - 2 = -1

x2 = 1 + 2 = 3

L={ -1 ; 3 }