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Einfache Verhältnisgleichung

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:
8 x = 9 7

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x weg!

8 x = 9 7 |⋅( x )
8 x · x = 9 7 · x
8 = 9 7 x
8 = 9 7 x |⋅ 7
56 = 9x | -56 -9x
-9x = -56 |:(-9 )
x = 56 9

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ 56 9 }

Bruchgleichung (quadr.) 2

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2x = - -9x x -4 +5

Lösung einblenden

D=R\{ 4 }

2x = 9x x -4 +5

Wir multiplizieren den Nenner x -4 weg!

2x = 9x x -4 +5 |⋅( x -4 )
2x · ( x -4 ) = 9x x -4 · ( x -4 ) + 5 · ( x -4 )
2 x ( x -4 ) = 9x +5x -20
2 x · x +2 x · ( -4 ) = 9x +5x -20
2 x · x -8x = 9x +5x -20
2 x 2 -8x = 14x -20
2 x 2 -8x = 14x -20 | -14x +20
2 x 2 -22x +20 = 0 |:2

x 2 -11x +10 = 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 · 10 21

x1,2 = +11 ± 121 -40 2

x1,2 = +11 ± 81 2

x1 = 11 + 81 2 = 11 +9 2 = 20 2 = 10

x2 = 11 - 81 2 = 11 -9 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 = ( - 11 2 ) 2 - 10 = 121 4 - 10 = 121 4 - 40 4 = 81 4

x1,2 = 11 2 ± 81 4

x1 = 11 2 - 9 2 = 2 2 = 1

x2 = 11 2 + 9 2 = 20 2 = 10

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ 1 ; 10 }

Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

5x +1 x -1 -3 = 0

Lösung einblenden

D=R\{ 1 }

Wir multiplizieren den Nenner x -1 weg!

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

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -2 }

Bruchgl. mit x-Potenzen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

1 = - 2 x + 15 x 2

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x 2 weg!

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

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 ) 21

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

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -5 ; 3 }

Bruchgleichung (quadr.) 1

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-11x -9 x -5 = x

Lösung einblenden

D=R\{ 5 }

Wir multiplizieren den Nenner x -5 weg!

-11x -9 x -5 = x |⋅( x -5 )
-11x -9 x -5 · ( x -5 ) = x · ( x -5 )
-11x -9 = x ( x -5 )
-11x -9 = x 2 -5x
-11x -9 = x 2 -5x | - x 2 +5x

- x 2 -6x -9 = 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 ) · ( -9 ) 2( -1 )

x1,2 = +6 ± 36 -36 -2

x1,2 = +6 ± 0 -2

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

x = 6 -2 = -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 "-1 " teilen:

- x 2 -6x -9 = 0 |: -1

x 2 +6x +9 = 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 - 9 = 9 - 9 = 0

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

x = -3 ± 0 = -3

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -3 }

Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3x x -2 + 8x 2x -2 + -18x 2x -4 = 0

Lösung einblenden

D=R\{ 1 ; 2 }

8x 2x -2 + 3x x -2 - 18x 2x -4 = 0
8x 2( x -1 ) + 3x x -2 - 18x 2( x -2 ) = 0 |(Nenner faktorisiert)

Wir multiplizieren den Nenner x -1 weg!

8x 2( x -1 ) + 3x x -2 - 18x 2( x -2 ) = 0 |⋅( x -1 )
8x 2( x -1 ) · ( x -1 ) + 3x x -2 · ( x -1 )- 18x 2( x -2 ) · ( x -1 ) = 0
4x + 3 x ( x -1 ) x -2 - 9 x ( x -1 ) x -2 = 0
4x + 3 x 2 -3x x -2 - 9 x 2 -9x x -2 = 0
3 x 2 -3x -9 x 2 +9x x -2 +4x = 0
3 x 2 -9 x 2 -3x +9x x -2 +4x = 0

Wir multiplizieren den Nenner x -2 weg!

3 x 2 -9 x 2 -3x +9x x -2 +4x = 0 |⋅( x -2 )
3 x 2 -9 x 2 -3x +9x x -2 · ( x -2 ) + 4x · ( x -2 ) = 0
3 x 2 -9 x 2 -3x +9x +4 x ( x -2 ) = 0
3 x 2 -9 x 2 -3x +9x + ( 4 x 2 -8x ) = 0
-2 x 2 -2x = 0
-2 x 2 -2x = 0
-2 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:

a + 6 x = -x

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

Lösung einblenden

D=R\{0}

a + 6 x = -x

Wir multiplizieren den Nenner x weg:

a + 6 x = -x |⋅x
a · x + 6 x · x = -x · x
a x +6 = - x 2
a x +6 + x 2 = 0
x 2 + a x +6 = 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 + a x +6 = x² - (p+q)x + pq

Wir müssen jetzt also nur noch zwei ganze Zahlen finden, deren Produkt 6 ist, also z.B.:

Mit p = 2 und q = 3 würde es funktionieren, denn 2 · 3 = 6

Genauso muss dann auch a = -(p+q) gelten, also a = -( 2 +3 ) = -5

Zur Probe können wir ja noch mit a = -5 die quadratische Gleichung lösen, um zu überprüfen, ob die Lösungen wirklich ganzzahlig sind:

x 2 -5x +6 = 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 · 6 21

x1,2 = +5 ± 25 -24 2

x1,2 = +5 ± 1 2

x1 = 5 + 1 2 = 5 +1 2 = 6 2 = 3

x2 = 5 - 1 2 = 5 -1 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 = ( - 5 2 ) 2 - 6 = 25 4 - 6 = 25 4 - 24 4 = 1 4

x1,2 = 5 2 ± 1 4

x1 = 5 2 - 1 2 = 4 2 = 2

x2 = 5 2 + 1 2 = 6 2 = 3

L={ 2 ; 3 }