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Einfache Verhältnisgleichung

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:
- 8 x = - 2 9

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x weg!

- 8 x = - 2 9 |⋅( x )
- 8 x · x = - 2 9 · x
-8 = - 2 9 x
-8 = - 2 9 x |⋅ 9
-72 = -2x | +72 +2x
2x = 72 |:2
x = 36

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ 36 }

Bruchgleichung (mit Ausklammern)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:
- 2x x +2 + 64 2x +4 = 4

Lösung einblenden

D=R\{ -2 }

- 2x x +2 + 64 2( x +2 ) = 4 |(Nenner faktorisiert)

Wir multiplizieren den Nenner x +2 weg!

- 2x x +2 + 64 2( x +2 ) = 4 |⋅( x +2 )
- 2x x +2 · ( x +2 ) + 64 2( x +2 ) · ( x +2 ) = 4 · ( x +2 )
-2x +32 = 4( x +2 )
-2x +32 = 4x +8 | -32
-2x = 4x -24 | -4x
-6x = -24 |:(-6 )
x = 4

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ 4 }

Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x +4 x -2 = 0

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x weg!

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

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ 4 }

Bruchgl. mit x-Potenzen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

1 x 2 + 7 x 3 + 10 x 4 = 0

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x 4 weg!

1 x 2 + 7 x 3 + 10 x 4 = 0 |⋅( x 4 )
1 x 2 · x 4 + 7 x 3 · x 4 + 10 x 4 · x 4 = 0
x 2 +7x +10 = 0

x 2 +7x +10 = 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 · 10 21

x1,2 = -7 ± 49 -40 2

x1,2 = -7 ± 9 2

x1 = -7 + 9 2 = -7 +3 2 = -4 2 = -2

x2 = -7 - 9 2 = -7 -3 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 = ( 7 2 ) 2 - 10 = 49 4 - 10 = 49 4 - 40 4 = 9 4

x1,2 = - 7 2 ± 9 4

x1 = - 7 2 - 3 2 = - 10 2 = -5

x2 = - 7 2 + 3 2 = - 4 2 = -2

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -5 ; -2 }

Bruchgleichung (quadr.) 1

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x +4 = 3 + 12 x

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x weg!

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

x 2 + x -12 = 0

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

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

x1,2 = -1 ± 1 2 -4 · 1 · ( -12 ) 21

x1,2 = -1 ± 1 +48 2

x1,2 = -1 ± 49 2

x1 = -1 + 49 2 = -1 +7 2 = 6 2 = 3

x2 = -1 - 49 2 = -1 -7 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 = ( 1 2 ) 2 - ( -12 ) = 1 4 + 12 = 1 4 + 48 4 = 49 4

x1,2 = - 1 2 ± 49 4

x1 = - 1 2 - 7 2 = - 8 2 = -4

x2 = - 1 2 + 7 2 = 6 2 = 3

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -4 ; 3 }

Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

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

Lösung einblenden

D=R\{ -1 ; - 2 3 }

2x 2x +2 + 8x 3x +2 + 12x -4x -4 = 0
2x 2( x +1 ) + 8x 3x +2 + 12x -4( x +1 ) = 0 |(Nenner faktorisiert)

Wir multiplizieren den Nenner x +1 weg!

2x 2( x +1 ) + 8x 3x +2 + 12x -4( x +1 ) = 0 |⋅( x +1 )
2x 2( x +1 ) · ( x +1 ) + 8x 3x +2 · ( x +1 ) + 12x -4( x +1 ) · ( x +1 ) = 0
x + 8 x ( x +1 ) 3x +2 -3x = 0
x + 8 x 2 +8x 3x +2 -3x = 0
8 x 2 +8x 3x +2 + x -3x = 0

Wir multiplizieren den Nenner 3x +2 weg!

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

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

Lösung einblenden

D=R\{0}

a x + x = -9

Wir multiplizieren den Nenner x weg:

a x + x = -9 |⋅x
a x · x + x · x = -9 · x
a + x 2 = -9x
a + x 2 +9x = 0
x 2 +9x + 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 +9x + a = x² - (p+q)x + pq

Wir müssen jetzt also nur noch zwei ganze Zahlen finden, deren Summe das Negative von 9 ist, also z.B.:

Mit p = 2 und q = -11 würde es funktionieren, denn -( 2 -11 ) = 9

Genauso muss dann auch a = p⋅q gelten, also a = 2 · ( -11 ) = -22

Zur Probe können wir ja noch mit a = -22 die quadratische Gleichung lösen, um zu überprüfen, ob die Lösungen wirklich ganzzahlig sind:

x 2 +9x -22 = 0

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

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

x1,2 = -9 ± 9 2 -4 · 1 · ( -22 ) 21

x1,2 = -9 ± 81 +88 2

x1,2 = -9 ± 169 2

x1 = -9 + 169 2 = -9 +13 2 = 4 2 = 2

x2 = -9 - 169 2 = -9 -13 2 = -22 2 = -11

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 = ( 9 2 ) 2 - ( -22 ) = 81 4 + 22 = 81 4 + 88 4 = 169 4

x1,2 = - 9 2 ± 169 4

x1 = - 9 2 - 13 2 = - 22 2 = -11

x2 = - 9 2 + 13 2 = 4 2 = 2

L={ -11 ; 2 }