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Einfache Linearterme im Nenner

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:
4 x +7 = -4

Lösung einblenden

D=R\{ -7 }

Wir multiplizieren den Nenner x +7 weg!

4 x +7 = -4 |⋅( x +7 )
4 x +7 · ( x +7 ) = -4 · ( x +7 )
4 = -4( x +7 )
4 = -4x -28 | -4 +4x
4x = -32 |:4
x = -8

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -8 }

42 Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x x +6 + 11 x -6 = 66 x 2 -36

Lösung einblenden

D=R\{ -6 ; 6 }

x x +6 + 11 x -6 = 66 ( x +6 ) · ( x -6 ) |(Nenner faktorisiert)

Wir multiplizieren den Nenner ( x +6 ) · ( x -6 ) weg!

x x +6 + 11 x -6 = 66 ( x +6 ) · ( x -6 ) |⋅( ( x +6 ) · ( x -6 ) )
x x +6 · ( x +6 ) · ( x -6 ) + 11 x -6 · ( x +6 ) · ( x -6 ) = 66 ( x +6 ) · ( x -6 ) · ( x +6 ) · ( x -6 )
x · ( x -6 ) +11x +66 = 66 x +6 x +6
x · ( x -6 ) +11x +66 = 66
x 2 -6x +11x +66 = 66
x 2 +5x +66 = 66
x 2 +5x +66 = 66 | -66
x 2 +5x +66 -66 = 0
x 2 +5x = 0
x · ( x +5 ) = 0

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

1. Fall:

x1 = 0

2. Fall:

x +5 = 0 | -5
x2 = -5

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -5 ; 0}

doppelte Bruchgl. (quadr.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

0 = - x 4x -4 - -79 x -1 -4x

Lösung einblenden

D=R\{ 1 }

0 = - x 4x -4 + 79 x -1 -4x
0 = - x 4( x -1 ) + 79 x -1 -4x |(Nenner faktorisiert)

Wir multiplizieren den Nenner 4( x -1 ) weg!

0 = - x 4( x -1 ) + 79 x -1 -4x |⋅( 4( x -1 ) )
0 = - x 4( x -1 ) · ( 4( x -1 ) ) + 79 x -1 · ( 4( x -1 ) ) -4x · ( 4( x -1 ) )
0 = -x +316 -16 x · ( x -1 )
0 = -16 x 2 +15x +316
0 = -16 x 2 +15x +316 | +16 x 2 -15x -316

16 x 2 -15x -316 = 0

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

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

x1,2 = +15 ± ( -15 ) 2 -4 · 16 · ( -316 ) 216

x1,2 = +15 ± 225 +20224 32

x1,2 = +15 ± 20449 32

x1 = 15 + 20449 32 = 15 +143 32 = 158 32 = 79 16 ≈ 4.94

x2 = 15 - 20449 32 = 15 -143 32 = -128 32 = -4

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 "16 " teilen:

16 x 2 -15x -316 = 0 |: 16

x 2 - 15 16 x - 79 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 = ( - 15 32 ) 2 - ( - 79 4 ) = 225 1024 + 79 4 = 225 1024 + 20224 1024 = 20449 1024

x1,2 = 15 32 ± 20449 1024

x1 = 15 32 - 143 32 = - 128 32 = -4

x2 = 15 32 + 143 32 = 158 32 = 4.9375

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -4 ; 79 16 }

Bruchgl. mit x-Potenzen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-7x +6 x 4 = - 1 x 2

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x 4 weg!

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

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 · 1 · 6 21

x1,2 = +7 ± 49 -24 2

x1,2 = +7 ± 25 2

x1 = 7 + 25 2 = 7 +5 2 = 12 2 = 6

x2 = 7 - 25 2 = 7 -5 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 = ( - 7 2 ) 2 - 6 = 49 4 - 6 = 49 4 - 24 4 = 25 4

x1,2 = 7 2 ± 25 4

x1 = 7 2 - 5 2 = 2 2 = 1

x2 = 7 2 + 5 2 = 12 2 = 6

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ 1 ; 6 }

Bruchgleichung (quadr.) 1

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 + 1 x = x +3

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x weg!

3 + 1 x = x +3 |⋅( x )
3 · x + 1 x · x = x · x + 3 · x
3x +1 = x · x +3x
3x +1 = x 2 +3x | -1 - x 2 -3x
- x 2 = -1 |: ( -1 )
x 2 = 1 | 2
x1 = - 1 = -1
x2 = 1 = 1

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -1 ; 1 }

Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x +2 2x +6 + 3x 2x +5 + -3x -2 2x +6 = 0

Lösung einblenden

D=R\{ -3 ; - 5 2 }

x +2 -3x -2 2x +6 + 3x 2x +5 = 0
x +2 -3x -2 2( x +3 ) + 3x 2x +5 = 0 |(Nenner faktorisiert)

Wir multiplizieren den Nenner 2( x +3 ) weg!

x +2 -3x -2 2( x +3 ) + 3x 2x +5 = 0 |⋅( 2( x +3 ) )
x +2 -3x -2 2( x +3 ) · ( 2( x +3 ) ) + 3x 2x +5 · ( 2( x +3 ) ) = 0
x +2 -3x -2 +2 3 x · ( x +3 ) 2x +5 = 0
x +2 -3x -2 + 2( 3 x 2 +9x ) 2x +5 = 0
2( 3 x 2 +9x ) 2x +5 + x -3x +2 -2 = 0

Wir multiplizieren den Nenner 2x +5 weg!

2( 3 x 2 +9x ) 2x +5 + x -3x +2 -2 = 0 |⋅( 2x +5 )
2( 3 x 2 +9x ) 2x +5 · ( 2x +5 ) + x · ( 2x +5 ) -3x · ( 2x +5 ) + 2 · ( 2x +5 ) -2 · ( 2x +5 ) = 0
6 x 2 +18x + x · ( 2x +5 )-3 x · ( 2x +5 ) +4x +10 -4x -10 = 0
6 x 2 +18x + ( 2 x 2 +5x ) + ( -6 x 2 -15x ) +4x +10 -4x -10 = 0
2 x 2 +8x = 0
2 x 2 +8x = 0
2 x · ( x +4 ) = 0

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

1. Fall:

x1 = 0

2. Fall:

x +4 = 0 | -4
x2 = -4

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -4 ; 0}

Bruchgleichung mit Parameter

Beispiel:

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

x +7 = - a x

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

Lösung einblenden

D=R\{0}

x +7 = - a x

Wir multiplizieren den Nenner x weg:

x +7 = - a x |⋅x
x · x + 7 · x = - a x · x
x 2 +7x = - a
x 2 +7x + a = 0
x 2 +7x + 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 +7x + a = x² - (p+q)x + pq

Wir müssen jetzt also nur noch zwei ganze Zahlen finden, deren Summe das Negative von 7 ist, also z.B.:

Mit p = 2 und q = -9 würde es funktionieren, denn -( 2 -9 ) = 7

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 +7x -18 = 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 · 1 · ( -18 ) 21

x1,2 = -7 ± 49 +72 2

x1,2 = -7 ± 121 2

x1 = -7 + 121 2 = -7 +11 2 = 4 2 = 2

x2 = -7 - 121 2 = -7 -11 2 = -18 2 = -9

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 = - 18 2 = -9

x2 = - 7 2 + 11 2 = 4 2 = 2

L={ -9 ; 2 }