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Einfache Linearterme im Nenner

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:
- 4x x -15 = 1

Lösung einblenden

D=R\{ 15 }

Wir multiplizieren den Nenner x -15 weg!

-4x x -15 = 1 |⋅( x -15 )
-4x x -15 · ( x -15 ) = 1 · ( x -15 )
- 4x 1 = x -15
-4x = x -15
-4x = x -15 | - x
-5x = -15 |:(-5 )
x = 3

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ 3 }

Bruchgleichung (mit Ausklammern)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:
5x x -5 - 28 2x -10 = 4

Lösung einblenden

D=R\{ 5 }

5x x -5 - 28 2( x -5 ) = 4 |(Nenner faktorisiert)

Wir multiplizieren den Nenner x -5 weg!

5x x -5 - 28 2( x -5 ) = 4 |⋅( x -5 )
5x x -5 · ( x -5 ) + -28 2( x -5 ) · ( x -5 ) = 4 · ( x -5 )
5x -14 = 4( x -5 )
5x -14 = 4x -20 | +14
5x = 4x -6 | -4x
x = -6

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -6 }

Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x +2 3x +10 + 2x 2x +6 + 5x -6x -20 = 0

Lösung einblenden

D=R\{ -3 ; - 10 3 }

2x 2x +6 + x +2 3x +10 + 5x -6x -20 = 0
2x 2( x +3 ) + x +2 3x +10 + 5x -2( 3x +10 ) = 0 |(Nenner faktorisiert)

Wir multiplizieren den Nenner x +3 weg!

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

Wir multiplizieren den Nenner 2( 3x +10 ) weg!

x 2 +5x +6 3x +10 - 5 x 2 +15x 2( 3x +10 ) + x = 0 |⋅( 2( 3x +10 ) )
x 2 +5x +6 3x +10 · ( 2( 3x +10 ) )- 5 x 2 +15x 2( 3x +10 ) · ( 2( 3x +10 ) ) + x · ( 2( 3x +10 ) ) = 0
2 x 2 +10x +12 -5 x 2 -15x +2 x · ( 3x +10 ) = 0
2 x 2 +10x +12 -5 x 2 -15x + ( 6 x 2 +20x ) = 0
3 x 2 +15x +12 = 0
3 x 2 +15x +12 = 0 |:3

x 2 +5x +4 = 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 · 4 21

x1,2 = -5 ± 25 -16 2

x1,2 = -5 ± 9 2

x1 = -5 + 9 2 = -5 +3 2 = -2 2 = -1

x2 = -5 - 9 2 = -5 -3 2 = -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 = ( 5 2 ) 2 - 4 = 25 4 - 4 = 25 4 - 16 4 = 9 4

x1,2 = - 5 2 ± 9 4

x1 = - 5 2 - 3 2 = - 8 2 = -4

x2 = - 5 2 + 3 2 = - 2 2 = -1

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -4 ; -1 }

Bruchgl. mit x-Potenzen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

0 = -1 - 10 x - 9 x 2

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x 2 weg!

0 = -1 - 10 x - 9 x 2 |⋅( x 2 )
0 = -1 · x 2 - 10 x · x 2 - 9 x 2 · x 2
0 = - x 2 -10x -9
0 = - x 2 -10x -9 | + x 2 +10x +9

x 2 +10x +9 = 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 · 9 21

x1,2 = -10 ± 100 -36 2

x1,2 = -10 ± 64 2

x1 = -10 + 64 2 = -10 +8 2 = -2 2 = -1

x2 = -10 - 64 2 = -10 -8 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 = 5 2 - 9 = 25 - 9 = 16

x1,2 = -5 ± 16

x1 = -5 - 4 = -9

x2 = -5 + 4 = -1

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -9 ; -1 }

Bruchgleichung (quadr.) 1

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-5 + 9 x = x -5

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x weg!

-5 + 9 x = x -5 |⋅( x )
-5 · x + 9 x · x = x · x -5 · x
-5x +9 = x · x -5x
-5x +9 = x 2 -5x | -9 - x 2 +5x
- x 2 = -9 |: ( -1 )
x 2 = 9 | 2
x1 = - 9 = -3
x2 = 9 = 3

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -3 ; 3 }

Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4x x -1 + x +1 2x +4 + -5x +1 4x +8 = 0

Lösung einblenden

D=R\{ -2 ; 1 }

-5x +1 4x +8 + x +1 2x +4 + 4x x -1 = 0
-5x +1 4( x +2 ) + x +1 2( x +2 ) + 4x x -1 = 0 |(Nenner faktorisiert)

Wir multiplizieren den Nenner 4( x +2 ) weg!

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

Wir multiplizieren den Nenner x -1 weg!

4( 4 x 2 +8x ) x -1 -5x +2x +1 +2 = 0 |⋅( x -1 )
4( 4 x 2 +8x ) x -1 · ( x -1 ) -5x · ( x -1 ) + 2x · ( x -1 ) + 1 · ( x -1 ) + 2 · ( x -1 ) = 0
16 x 2 +32x -5 x · ( x -1 )+2 x · ( x -1 ) + x -1 +2x -2 = 0
16 x 2 +32x + ( -5 x 2 +5x ) + ( 2 x 2 -2x ) + x -1 +2x -2 = 0
13 x 2 +38x -3 = 0

13 x 2 +38x -3 = 0

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

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

x1,2 = -38 ± 38 2 -4 · 13 · ( -3 ) 213

x1,2 = -38 ± 1444 +156 26

x1,2 = -38 ± 1600 26

x1 = -38 + 1600 26 = -38 +40 26 = 2 26 = 1 13 ≈ 0.08

x2 = -38 - 1600 26 = -38 -40 26 = -78 26 = -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 "13 " teilen:

13 x 2 +38x -3 = 0 |: 13

x 2 + 38 13 x - 3 13 = 0

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

D = ( 19 13 ) 2 - ( - 3 13 ) = 361 169 + 3 13 = 361 169 + 39 169 = 400 169

x1,2 = - 19 13 ± 400 169

x1 = - 19 13 - 20 13 = - 39 13 = -3

x2 = - 19 13 + 20 13 = 1 13 = 0.076923076923077

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -3 ; 1 13 }

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 = -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 ) 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

L={ -5 ; 3 }