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Einfache Linearterme im Nenner

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:
- 2x x +2 = -3

Lösung einblenden

D=R\{ -2 }

Wir multiplizieren den Nenner x +2 weg!

-2x x +2 = -3 |⋅( x +2 )
-2x x +2 · ( x +2 ) = -3 · ( x +2 )
- 2x 1 = -3( x +2 )
-2x = -3( x +2 )
-2x = -3x -6 | +3x
x = -6

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -6 }

42 Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x x +6 - 4 x -6 = 32 x 2 -36

Lösung einblenden

D=R\{ -6 ; 6 }

x x +6 - 4 x -6 = 32 ( x +6 ) ( x -6 ) |(Nenner faktorisiert)

Wir multiplizieren den Nenner ( x +6 ) ( x -6 ) weg!

x x +6 - 4 x -6 = 32 ( x +6 ) ( x -6 ) |⋅( ( x +6 ) ( x -6 ) )
x x +6 · ( x +6 ) ( x -6 ) - 4 x -6 · ( x +6 ) ( x -6 ) = 32 ( x +6 ) ( x -6 ) · ( x +6 ) ( x -6 )
x ( x -6 ) -4x -24 = 32 x +6 x +6
x ( x -6 ) -4x -24 = 32
x 2 -6x -4x -24 = 32
x 2 -10x -24 = 32
x 2 -10x -24 = 32 | -32

x 2 -10x -56 = 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 · ( -56 ) 21

x1,2 = +10 ± 100 +224 2

x1,2 = +10 ± 324 2

x1 = 10 + 324 2 = 10 +18 2 = 28 2 = 14

x2 = 10 - 324 2 = 10 -18 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 - ( -56 ) = 25+ 56 = 81

x1,2 = 5 ± 81

x1 = 5 - 9 = -4

x2 = 5 + 9 = 14

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -4 ; 14 }

Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3x +2 x + 8x 3x -2 + -16x 3x -2 = 0

Lösung einblenden

D=R\{ 2 3 ; 0}

8x 3x -2 + 3x +2 x - 16x 3x -2 = 0

Wir multiplizieren den Nenner 3x -2 weg!

8x 3x -2 + 3x +2 x - 16x 3x -2 = 0 |⋅( 3x -2 )
8x 3x -2 · ( 3x -2 ) + 3x +2 x · ( 3x -2 )- 16x 3x -2 · ( 3x -2 ) = 0
8x + ( 3x +2 ) ( 3x -2 ) x -16x = 0
8x + 9 x 2 -4 x -16x = 0
9 x 2 -4 x +8x -16x = 0

Wir multiplizieren den Nenner x weg!

9 x 2 -4 x +8x -16x = 0 |⋅( x )
9 x 2 -4 x · x + 8x · x -16x · x = 0
9 x 2 -4 +8 x · x -16 x · x = 0
9 x 2 -4 +8 x 2 -16 x 2 = 0
x 2 -4 = 0
x 2 -4 = 0 | +4
x 2 = 4 | 2
x1 = - 4 = -2
x2 = 4 = 2

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -2 ; 2 }

Bruchgl. mit x-Potenzen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

1 x - 8 x 2 = 20 x 3

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x 3 weg!

1 x - 8 x 2 = 20 x 3 |⋅( x 3 )
1 x · x 3 - 8 x 2 · x 3 = 20 x 3 · x 3
x 2 -8x = 20
x 2 -8x = 20 | -20

x 2 -8x -20 = 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 · ( -20 ) 21

x1,2 = +8 ± 64 +80 2

x1,2 = +8 ± 144 2

x1 = 8 + 144 2 = 8 +12 2 = 20 2 = 10

x2 = 8 - 144 2 = 8 -12 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 - ( -20 ) = 16+ 20 = 36

x1,2 = 4 ± 36

x1 = 4 - 6 = -2

x2 = 4 + 6 = 10

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -2 ; 10 }

Bruchgleichung (quadr.) 1

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

17x -16 3x = x -3

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner 3x weg!

17x -16 3x = x -3 |⋅( 3x )
17x -16 3x · 3x = x · 3x -3 · 3x
17x -16 = 3 x · x -9x
17x -16 = 3 x 2 -9x | -3 x 2 +9x

-3 x 2 +26x -16 = 0

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

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

x1,2 = -26 ± 26 2 -4 · ( -3 ) · ( -16 ) 2( -3 )

x1,2 = -26 ± 676 -192 -6

x1,2 = -26 ± 484 -6

x1 = -26 + 484 -6 = -26 +22 -6 = -4 -6 = 2 3 ≈ 0.67

x2 = -26 - 484 -6 = -26 -22 -6 = -48 -6 = 8

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 +26x -16 = 0 |: -3

x 2 - 26 3 x + 16 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 = ( - 13 3 ) 2 - ( 16 3 ) = 169 9 - 16 3 = 169 9 - 48 9 = 121 9

x1,2 = 13 3 ± 121 9

x1 = 13 3 - 11 3 = 2 3 = 0.66666666666667

x2 = 13 3 + 11 3 = 24 3 = 8

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ 2 3 ; 8 }

Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x -1 2x +2 + 3x 2x +3 + 5x -1 -2x -2 = 0

Lösung einblenden

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

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

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

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

Wir multiplizieren den Nenner 2x +3 weg!

2( 3 x 2 +3x ) 2x +3 -5x + x +1 -1 = 0 |⋅( 2x +3 )
2( 3 x 2 +3x ) 2x +3 · ( 2x +3 ) -5x · ( 2x +3 ) + x · ( 2x +3 ) + 1 · ( 2x +3 ) -1 · ( 2x +3 ) = 0
6 x 2 +6x -5 x ( 2x +3 ) + x ( 2x +3 ) +2x +3 -2x -3 = 0
6 x 2 +6x + ( -10 x 2 -15x ) + ( 2 x 2 +3x ) +2x +3 -2x -3 = 0
-2 x 2 -6x = 0
-2 x 2 -6x = 0
-2 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 = 5 würde es funktionieren, denn -( 2 +5 ) = -7

Genauso muss dann auch a = p⋅q gelten, also a = 2 · 5 = 10

Zur Probe können wir ja noch mit a = 10 die quadratische Gleichung lösen, um zu überprüfen, ob die Lösungen wirklich ganzzahlig sind:

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 = 10 2 = 5

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

x1,2 = 7 2 ± 9 4

x1 = 7 2 - 3 2 = 4 2 = 2

x2 = 7 2 + 3 2 = 10 2 = 5

L={ 2 ; 5 }