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Einfache Verhältnisgleichung

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:
- 3 x = - 5 3

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x weg!

- 3 x = - 5 3 |⋅( x )
- 3 x · x = - 5 3 · x
-3 = - 5 3 x
-3 = - 5 3 x |⋅ 3
-9 = -5x | +9 +5x
5x = 9 |:5
x = 9 5 = 1.8

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ 9 5 }

Bruchgleichung (mit Ausklammern)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:
9x 3x -2 + 180 9x -6 = -3

Lösung einblenden

D=R\{ 2 3 }

9x 3x -2 + 180 3( 3x -2 ) = -3 |(Nenner faktorisiert)

Wir multiplizieren den Nenner 3x -2 weg!

9x 3x -2 + 180 3( 3x -2 ) = -3 |⋅( 3x -2 )
9x 3x -2 · ( 3x -2 ) + 180 3( 3x -2 ) · ( 3x -2 ) = -3 · ( 3x -2 )
9x +60 = -3( 3x -2 )
9x +60 = -9x +6 | -60
9x = -9x -54 | +9x
18x = -54 |:18
x = -3

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -3 }

doppelte Bruchgl. (quadr.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3x = - x 5x -5 - -5,8 x -1

Lösung einblenden

D=R\{ 1 }

3x = - x 5x -5 + 5,8 x -1
3x = - x 5( x -1 ) + 5,8 x -1 |(Nenner faktorisiert)

Wir multiplizieren den Nenner 5( x -1 ) weg!

3x = - x 5( x -1 ) + 5,8 x -1 |⋅( 5( x -1 ) )
3x · ( 5( x -1 ) ) = - x 5( x -1 ) · ( 5( x -1 ) ) + 5,8 x -1 · ( 5( x -1 ) )
15 x · ( x -1 ) = -x +29
15 x · x +15 x · ( -1 ) = -x +29
15 x · x -15x = -x +29
15 x 2 -15x = -x +29
15 x 2 -15x = -x +29 | + x -29

15 x 2 -14x -29 = 0

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

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

x1,2 = +14 ± ( -14 ) 2 -4 · 15 · ( -29 ) 215

x1,2 = +14 ± 196 +1740 30

x1,2 = +14 ± 1936 30

x1 = 14 + 1936 30 = 14 +44 30 = 58 30 = 29 15 ≈ 1.93

x2 = 14 - 1936 30 = 14 -44 30 = -30 30 = -1

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 "15 " teilen:

15 x 2 -14x -29 = 0 |: 15

x 2 - 14 15 x - 29 15 = 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 15 ) 2 - ( - 29 15 ) = 49 225 + 29 15 = 49 225 + 435 225 = 484 225

x1,2 = 7 15 ± 484 225

x1 = 7 15 - 22 15 = - 15 15 = -1

x2 = 7 15 + 22 15 = 29 15 = 1.9333333333333

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -1 ; 29 15 }

Bruchgl. mit x-Potenzen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

- 1 x = -14x +45 x 3

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x 3 weg!

- 1 x = -14x +45 x 3 |⋅( x 3 )
- 1 x · x 3 = -14x +45 x 3 · x 3
- x 2 = -14x +45
- x 2 = -14x +45 | +14x -45

- x 2 +14x -45 = 0

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

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

x1,2 = -14 ± 14 2 -4 · ( -1 ) · ( -45 ) 2( -1 )

x1,2 = -14 ± 196 -180 -2

x1,2 = -14 ± 16 -2

x1 = -14 + 16 -2 = -14 +4 -2 = -10 -2 = 5

x2 = -14 - 16 -2 = -14 -4 -2 = -18 -2 = 9

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 +14x -45 = 0 |: -1

x 2 -14x +45 = 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 - 45 = 49 - 45 = 4

x1,2 = 7 ± 4

x1 = 7 - 2 = 5

x2 = 7 + 2 = 9

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ 5 ; 9 }

Bruchgleichung (quadr.) 1

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x -4 = -16x +4 3x

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner 3x weg!

x -4 = -16x +4 3x |⋅( 3x )
x · 3x -4 · 3x = -16x +4 3x · 3x
3 x · x -12x = -16x +4
3 x 2 -12x = -16x +4
3 x 2 -12x = -16x +4 | +16x -4

3 x 2 +4x -4 = 0

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

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

x1,2 = -4 ± 4 2 -4 · 3 · ( -4 ) 23

x1,2 = -4 ± 16 +48 6

x1,2 = -4 ± 64 6

x1 = -4 + 64 6 = -4 +8 6 = 4 6 = 2 3 ≈ 0.67

x2 = -4 - 64 6 = -4 -8 6 = -12 6 = -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 "3 " teilen:

3 x 2 +4x -4 = 0 |: 3

x 2 + 4 3 x - 4 3 = 0

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

D = ( 2 3 ) 2 - ( - 4 3 ) = 4 9 + 4 3 = 4 9 + 12 9 = 16 9

x1,2 = - 2 3 ± 16 9

x1 = - 2 3 - 4 3 = - 6 3 = -2

x2 = - 2 3 + 4 3 = 2 3 = 0.66666666666667

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -2 ; 2 3 }

Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2x 3x +7 + x 3x +6 + -12x 9x +18 = 0

Lösung einblenden

D=R\{ -2 ; - 7 3 }

x 3x +6 + 2x 3x +7 - 12x 9x +18 = 0
x 3( x +2 ) + 2x 3x +7 - 12x 9( x +2 ) = 0 |(Nenner faktorisiert)

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

x 3( x +2 ) + 2x 3x +7 - 12x 9( x +2 ) = 0 |⋅( 3( x +2 ) )
x 3( x +2 ) · ( 3( x +2 ) ) + 2x 3x +7 · ( 3( x +2 ) )- 12x 9( x +2 ) · ( 3( x +2 ) ) = 0
x +3 2 x · ( x +2 ) 3x +7 -4x = 0
x + 3( 2 x 2 +4x ) 3x +7 -4x = 0
3( 2 x 2 +4x ) 3x +7 + x -4x = 0

Wir multiplizieren den Nenner 3x +7 weg!

3( 2 x 2 +4x ) 3x +7 + x -4x = 0 |⋅( 3x +7 )
3( 2 x 2 +4x ) 3x +7 · ( 3x +7 ) + x · ( 3x +7 ) -4x · ( 3x +7 ) = 0
6 x 2 +12x + x · ( 3x +7 )-4 x · ( 3x +7 ) = 0
6 x 2 +12x + ( 3 x 2 +7x ) + ( -12 x 2 -28x ) = 0
-3 x 2 -9x = 0
-3 x 2 -9x = 0
-3 x · ( x +3 ) = 0

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

1. Fall:

x1 = 0

2. Fall:

x +3 = 0 | -3
x2 = -3

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -3 ; 0}

Bruchgleichung mit Parameter

Beispiel:

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

x + a x = -7

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

Lösung einblenden

D=R\{0}

x + a x = -7

Wir multiplizieren den Nenner x weg:

x + a x = -7 |⋅x
x · x + a x · x = -7 · x
x 2 + a = -7x
x 2 + a +7x = 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 }