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Einfache Verhältnisgleichung

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:
- 8 x = - 9 7

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x weg!

- 8 x = - 9 7 |⋅( x )
- 8 x · x = - 9 7 · x
-8 = - 9 7 x
-8 = - 9 7 x |⋅ 7
-56 = -9x | +56 +9x
9x = 56 |:9
x = 56 9

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ 56 9 }

Bruchgleichung (quadr.) 2

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-25x 3x +4 + x +3 = 0

Lösung einblenden

D=R\{ - 4 3 }

- 25x 3x +4 + x +3 = 0

Wir multiplizieren den Nenner 3x +4 weg!

- 25x 3x +4 + x +3 = 0 |⋅( 3x +4 )
- 25x 3x +4 · ( 3x +4 ) + x · ( 3x +4 ) + 3 · ( 3x +4 ) = 0
-25x + x · ( 3x +4 ) +9x +12 = 0
-25x + ( 3 x 2 +4x ) +9x +12 = 0
3 x 2 -12x +12 = 0
3 x 2 -12x +12 = 0 |: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 · 1 · 4 21

x1,2 = +4 ± 16 -16 2

x1,2 = +4 ± 0 2

Da die Wurzel Null ist, gibt es nur eine Lösung:

x = 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 = ( -2 ) 2 - 4 = 4 - 4 = 0

Da die Diskriminante D = 0 ist, hat die quadratische Gleichung nur eine Lösunng.

x = 2 ± 0 = 2

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ 2 }

doppelte Bruchgl. (quadr.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x = - x 3x +9 - -64 6x +18

Lösung einblenden

D=R\{ -3 }

x = - x 3x +9 + 64 6x +18
x = - x 3( x +3 ) + 64 6( x +3 ) |(Nenner faktorisiert)

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

x = - x 3( x +3 ) + 64 6( x +3 ) |⋅( 3( x +3 ) )
x · ( 3( x +3 ) ) = - x 3( x +3 ) · ( 3( x +3 ) ) + 64 6( x +3 ) · ( 3( x +3 ) )
3 x · ( x +3 ) = -x +32
3 x · x +3 x · 3 = -x +32
3 x · x +9x = -x +32
3 x 2 +9x = -x +32
3 x 2 +9x = -x +32 | + x -32

3 x 2 +10x -32 = 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 · 3 · ( -32 ) 23

x1,2 = -10 ± 100 +384 6

x1,2 = -10 ± 484 6

x1 = -10 + 484 6 = -10 +22 6 = 12 6 = 2

x2 = -10 - 484 6 = -10 -22 6 = -32 6 = - 16 3

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 +10x -32 = 0 |: 3

x 2 + 10 3 x - 32 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 = ( 5 3 ) 2 - ( - 32 3 ) = 25 9 + 32 3 = 25 9 + 96 9 = 121 9

x1,2 = - 5 3 ± 121 9

x1 = - 5 3 - 11 3 = - 16 3 = -5.3333333333333

x2 = - 5 3 + 11 3 = 6 3 = 2

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ - 16 3 ; 2 }

Bruchgl. mit x-Potenzen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

- 1 x = -6x +5 x 3

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x 3 weg!

- 1 x = -6x +5 x 3 |⋅( x 3 )
- 1 x · x 3 = -6x +5 x 3 · x 3
- x 2 = -6x +5
- x 2 = -6x +5 | +6x -5

- x 2 +6x -5 = 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 ) · ( -5 ) 2( -1 )

x1,2 = -6 ± 36 -20 -2

x1,2 = -6 ± 16 -2

x1 = -6 + 16 -2 = -6 +4 -2 = -2 -2 = 1

x2 = -6 - 16 -2 = -6 -4 -2 = -10 -2 = 5

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 -5 = 0 |: -1

x 2 -6x +5 = 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 - 5 = 9 - 5 = 4

x1,2 = 3 ± 4

x1 = 3 - 2 = 1

x2 = 3 + 2 = 5

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ 1 ; 5 }

Bruchgleichung (quadr.) 1

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 - 9 x = x -3

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x weg!

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

- x 2 +6x -9 = 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 ) · ( -9 ) 2( -1 )

x1,2 = -6 ± 36 -36 -2

x1,2 = -6 ± 0 -2

Da die Wurzel Null ist, gibt es nur eine Lösung:

x = -6 -2 = 3

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 -9 = 0 |: -1

x 2 -6x +9 = 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 - 9 = 9 - 9 = 0

Da die Diskriminante D = 0 ist, hat die quadratische Gleichung nur eine Lösunng.

x = 3 ± 0 = 3

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ 3 }

Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

9x 2x -1 + 2x x -1 + -12x 2x -1 = 0

Lösung einblenden

D=R\{ 1 2 ; 1 }

9x -12x 2x -1 + 2x x -1 = 0

Wir multiplizieren den Nenner 2x -1 weg!

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

Wir multiplizieren den Nenner x -1 weg!

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

a + 12 x = -x

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

Lösung einblenden

D=R\{0}

a + 12 x = -x

Wir multiplizieren den Nenner x weg:

a + 12 x = -x |⋅x
a · x + 12 x · x = -x · x
a x +12 = - x 2
a x +12 + x 2 = 0
x 2 + a x +12 = 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 + a x +12 = x² - (p+q)x + pq

Wir müssen jetzt also nur noch zwei ganze Zahlen finden, deren Produkt 12 ist, also z.B.:

Mit p = 2 und q = 6 würde es funktionieren, denn 2 · 6 = 12

Genauso muss dann auch a = -(p+q) gelten, also a = -( 2 +6 ) = -8

Zur Probe können wir ja noch mit a = -8 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 }