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Einfache Linearterme im Nenner

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:
4x x -3 = 1

Lösung einblenden

D=R\{ 3 }

Wir multiplizieren den Nenner x -3 weg!

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

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -1 }

Bruchgleichung (mit Ausklammern)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:
6x x -4 - 12 2x -8 = 3

Lösung einblenden

D=R\{ 4 }

6x x -4 - 12 2( x -4 ) = 3 |(Nenner faktorisiert)

Wir multiplizieren den Nenner x -4 weg!

6x x -4 - 12 2( x -4 ) = 3 |⋅( x -4 )
6x x -4 · ( x -4 ) + -12 2( x -4 ) · ( x -4 ) = 3 · ( x -4 )
6x -6 = 3( x -4 )
6x -6 = 3x -12 | +6
6x = 3x -6 | -3x
3x = -6 |:3
x = -2

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -2 }

Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4x 3x -8 + x 2x -6 + -6x 4x -12 = 0

Lösung einblenden

D=R\{ 3 ; 8 3 }

x 2x -6 + 4x 3x -8 - 6x 4x -12 = 0
x 2( x -3 ) + 4x 3x -8 - 6x 4( x -3 ) = 0 |(Nenner faktorisiert)

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

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

Wir multiplizieren den Nenner 3x -8 weg!

2( 4 x 2 -12x ) 3x -8 + x -3x = 0 |⋅( 3x -8 )
2( 4 x 2 -12x ) 3x -8 · ( 3x -8 ) + x · ( 3x -8 ) -3x · ( 3x -8 ) = 0
8 x 2 -24x + x ( 3x -8 )-3 x ( 3x -8 ) = 0
8 x 2 -24x + ( 3 x 2 -8x ) + ( -9 x 2 +24x ) = 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={0; 4 }

Bruchgl. mit x-Potenzen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

- 1 x 2 = 6x -16 x 4

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x 4 weg!

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

- x 2 -6x +16 = 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 ) · 16 2( -1 )

x1,2 = +6 ± 36 +64 -2

x1,2 = +6 ± 100 -2

x1 = 6 + 100 -2 = 6 +10 -2 = 16 -2 = -8

x2 = 6 - 100 -2 = 6 -10 -2 = -4 -2 = 2

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 +16 = 0 |: -1

x 2 +6x -16 = 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 - ( -16 ) = 9+ 16 = 25

x1,2 = -3 ± 25

x1 = -3 - 5 = -8

x2 = -3 + 5 = 2

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -8 ; 2 }

Bruchgleichung (quadr.) 1

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x -1 = -4 + 4 x

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x weg!

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

x 2 +3x -4 = 0

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

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

x1,2 = -3 ± 3 2 -4 · 1 · ( -4 ) 21

x1,2 = -3 ± 9 +16 2

x1,2 = -3 ± 25 2

x1 = -3 + 25 2 = -3 +5 2 = 2 2 = 1

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

x1,2 = - 3 2 ± 25 4

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

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

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -4 ; 1 }

Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3x 2x +2 + 3x 3x +4 + 12x -4x -4 = 0

Lösung einblenden

D=R\{ - 4 3 ; -1 }

3x 3x +4 + 3x 2x +2 + 12x -4x -4 = 0
3x 3x +4 + 3x 2( x +1 ) + 12x -4( x +1 ) = 0 |(Nenner faktorisiert)

Wir multiplizieren den Nenner 3x +4 weg!

3x 3x +4 + 3x 2( x +1 ) + 12x -4( x +1 ) = 0 |⋅( 3x +4 )
3x 3x +4 · ( 3x +4 ) + 3x 2( x +1 ) · ( 3x +4 ) + 12x -4( x +1 ) · ( 3x +4 ) = 0
3x + 3 x ( 3x +4 ) 2( x +1 ) - 3 x ( 3x +4 ) x +1 = 0
3x + 9 x 2 +12x 2( x +1 ) - 9 x 2 +12x x +1 = 0
- 9 x 2 +12x x +1 + 9 x 2 +12x 2( x +1 ) +3x = 0
9 x 2 +12x 2( x +1 ) - 9 x 2 +12x x +1 +3x = 0

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

9 x 2 +12x 2( x +1 ) - 9 x 2 +12x x +1 +3x = 0 |⋅( 2( x +1 ) )
9 x 2 +12x 2( x +1 ) · ( 2( x +1 ) )- 9 x 2 +12x x +1 · ( 2( x +1 ) ) + 3x · ( 2( x +1 ) ) = 0
9 x 2 +12x -18 x 2 -24x +6 x ( x +1 ) = 0
9 x 2 +12x -18 x 2 -24x + ( 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
x2 = -2

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -2 ; 0}

Bruchgleichung mit Parameter

Beispiel:

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

a x -8 = -x

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

Lösung einblenden

D=R\{0}

a x -8 = -x

Wir multiplizieren den Nenner x weg:

a x -8 = -x |⋅x
a x · x -8 · x = -x · x
a -8x = - x 2
a -8x + x 2 = 0
x 2 -8x + 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 -8x + a = x² - (p+q)x + pq

Wir müssen jetzt also nur noch zwei ganze Zahlen finden, deren Summe das Negative von -8 ist, also z.B.:

Mit p = 2 und q = 6 würde es funktionieren, denn -( 2 +6 ) = -8

Genauso muss dann auch a = p⋅q gelten, also a = 2 · 6 = 12

Zur Probe können wir ja noch mit a = 12 die quadratische Gleichung lösen, um zu überprüfen, ob die Lösungen wirklich ganzzahlig sind:

x 2 -8x +12 = 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 · 12 21

x1,2 = +8 ± 64 -48 2

x1,2 = +8 ± 16 2

x1 = 8 + 16 2 = 8 +4 2 = 12 2 = 6

x2 = 8 - 16 2 = 8 -4 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 = ( -4 ) 2 - 12 = 16 - 12 = 4

x1,2 = 4 ± 4

x1 = 4 - 2 = 2

x2 = 4 + 2 = 6

L={ 2 ; 6 }