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Einfache Linearterme im Nenner

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:
- 4x x -5 = -3

Lösung einblenden

D=R\{ 5 }

Wir multiplizieren den Nenner x -5 weg!

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

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -15 }

Bruchgleichung (quadr.) 2

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x +3 = - -7 x -3

Lösung einblenden

D=R\{ 3 }

Wir multiplizieren den Nenner x -3 weg!

x +3 = 7 x -3 |⋅( x -3 )
x · ( x -3 ) + 3 · ( x -3 ) = 7 x -3 · ( x -3 )
x ( x -3 ) +3x -9 = 7
x 2 -3x +3x -9 = 7
x 2 -9 = 7
x 2 -9 = 7 | +9
x 2 = 16 | 2
x1 = - 16 = -4
x2 = 16 = 4

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -4 ; 4 }

Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x -3 x + x -1 3x +5 + -8x 6x +10 = 0

Lösung einblenden

D=R\{ - 5 3 ; 0}

x -1 3x +5 + x -3 x - 8x 6x +10 = 0
x -1 3x +5 + x -3 x - 8x 2( 3x +5 ) = 0 |(Nenner faktorisiert)

Wir multiplizieren den Nenner 3x +5 weg!

x -1 3x +5 + x -3 x - 8x 2( 3x +5 ) = 0 |⋅( 3x +5 )
x -1 3x +5 · ( 3x +5 ) + x -3 x · ( 3x +5 )- 8x 2( 3x +5 ) · ( 3x +5 ) = 0
x -1 + ( x -3 ) ( 3x +5 ) x -4x = 0
x -1 + 3 x 2 -4x -15 x -4x = 0
3 x 2 -4x -15 x + x -4x -1 = 0

Wir multiplizieren den Nenner x weg!

3 x 2 -4x -15 x + x -4x -1 = 0 |⋅( x )
3 x 2 -4x -15 x · x + x · x -4x · x -1 · x = 0
3 x 2 -4x -15 + x · x -4 x · x - x = 0
3 x 2 -4x -15 + x 2 -4 x 2 - x = 0
-5x -15 = 0
-5x -15 = 0 | +15
-5x = 15 |:(-5 )
x = -3

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -3 }

Bruchgl. mit x-Potenzen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

1 x 2 - 9 x 4 = - 8 x 3

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x 4 weg!

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

x 2 +8x -9 = 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 · ( -9 ) 21

x1,2 = -8 ± 64 +36 2

x1,2 = -8 ± 100 2

x1 = -8 + 100 2 = -8 +10 2 = 2 2 = 1

x2 = -8 - 100 2 = -8 -10 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 = 4 2 - ( -9 ) = 16+ 9 = 25

x1,2 = -4 ± 25

x1 = -4 - 5 = -9

x2 = -4 + 5 = 1

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -9 ; 1 }

Bruchgleichung (quadr.) 1

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4x = 13x -2 x +1

Lösung einblenden

D=R\{ -1 }

Wir multiplizieren den Nenner x +1 weg!

4x = 13x -2 x +1 |⋅( x +1 )
4x · ( x +1 ) = 13x -2 x +1 · ( x +1 )
4 x ( x +1 ) = 13x -2
4 x · x +4 x · 1 = 13x -2
4 x · x +4x = 13x -2
4 x 2 +4x = 13x -2
4 x 2 +4x = 13x -2 | -13x +2

4 x 2 -9x +2 = 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 · 4 · 2 24

x1,2 = +9 ± 81 -32 8

x1,2 = +9 ± 49 8

x1 = 9 + 49 8 = 9 +7 8 = 16 8 = 2

x2 = 9 - 49 8 = 9 -7 8 = 2 8 = 0,25

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 "4 " teilen:

4 x 2 -9x +2 = 0 |: 4

x 2 - 9 4 x + 1 2 = 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 8 ) 2 - ( 1 2 ) = 81 64 - 1 2 = 81 64 - 32 64 = 49 64

x1,2 = 9 8 ± 49 64

x1 = 9 8 - 7 8 = 2 8 = 0.25

x2 = 9 8 + 7 8 = 16 8 = 2

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ 0,25 ; 2 }

Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4x x -1 + 8x 3x -1 + 48x -9x +3 = 0

Lösung einblenden

D=R\{ 1 3 ; 1 }

8x 3x -1 + 4x x -1 + 48x -9x +3 = 0
8x 3x -1 + 4x x -1 + 48x 3( -3x +1 ) = 0 |(Nenner faktorisiert)

Wir multiplizieren den Nenner 3x -1 weg!

8x 3x -1 + 4x x -1 + 48x 3( -3x +1 ) = 0 |⋅( 3x -1 )
8x 3x -1 · ( 3x -1 ) + 4x x -1 · ( 3x -1 ) + 48x 3( -3x +1 ) · ( 3x -1 ) = 0
8x + 4 x ( 3x -1 ) x -1 + 16 x ( 3x -1 ) -3x +1 = 0
8x + 4 x ( 3x -1 ) x -1 -16x = 0
8x + 12 x 2 -4x x -1 -16x = 0
12 x 2 -4x x -1 +8x -16x = 0

Wir multiplizieren den Nenner x -1 weg!

12 x 2 -4x x -1 +8x -16x = 0 |⋅( x -1 )
12 x 2 -4x x -1 · ( x -1 ) + 8x · ( x -1 ) -16x · ( x -1 ) = 0
12 x 2 -4x +8 x ( x -1 )-16 x ( x -1 ) = 0
12 x 2 -4x + ( 8 x 2 -8x ) + ( -16 x 2 +16x ) = 0
4 x 2 +4x = 0
4 x 2 +4x = 0
4 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:

x + a x = 1

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

Lösung einblenden

D=R\{0}

x + a x = 1

Wir multiplizieren den Nenner x weg:

x + a x = 1 |⋅x
x · x + a x · x = 1 · x
x 2 + a = x
x 2 + a - x = 0
x 2 - x + 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 - x + a = x² - (p+q)x + pq

Wir müssen jetzt also nur noch zwei ganze Zahlen finden, deren Summe das Negative von -1 ist, also z.B.:

Mit p = 2 und q = -1 würde es funktionieren, denn -( 2 -1 ) = -1

Genauso muss dann auch a = p⋅q gelten, also a = 2 · ( -1 ) = -2

Zur Probe können wir ja noch mit a = -2 die quadratische Gleichung lösen, um zu überprüfen, ob die Lösungen wirklich ganzzahlig sind:

x 2 - x -2 = 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 · ( -2 ) 21

x1,2 = +1 ± 1 +8 2

x1,2 = +1 ± 9 2

x1 = 1 + 9 2 = 1 +3 2 = 4 2 = 2

x2 = 1 - 9 2 = 1 -3 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 = ( - 1 2 ) 2 - ( -2 ) = 1 4 + 2 = 1 4 + 8 4 = 9 4

x1,2 = 1 2 ± 9 4

x1 = 1 2 - 3 2 = - 2 2 = -1

x2 = 1 2 + 3 2 = 4 2 = 2

L={ -1 ; 2 }