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Einfache Verhältnisgleichung

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:
- 7 x = -6

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x weg!

- 7 x = -6 |⋅( x )
- 7 x · x = -6 · x
-7 = -6x
-7 = -6x | +7 +6x
6x = 7 |:6
x = 7 6

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ 7 6 }

Bruchgleichung (mit Ausklammern)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:
- 8x x -4 - 6 2x -8 = -3

Lösung einblenden

D=R\{ 4 }

- 8x x -4 - 6 2( x -4 ) = -3 |(Nenner faktorisiert)

Wir multiplizieren den Nenner x -4 weg!

- 8x x -4 - 6 2( x -4 ) = -3 |⋅( x -4 )
- 8x x -4 · ( x -4 ) + -6 2( x -4 ) · ( x -4 ) = -3 · ( x -4 )
-8x -3 = -3( x -4 )
-8x -3 = -3x +12 | +3
-8x = -3x +15 | +3x
-5x = 15 |:(-5 )
x = -3

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -3 }

Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2x +1 3x +3 + 4x 3x +4 -5 = 0

Lösung einblenden

D=R\{ - 4 3 ; -1 }

4x 3x +4 + 2x +1 3x +3 -5 = 0
4x 3x +4 + 2x +1 3( x +1 ) -5 = 0 |(Nenner faktorisiert)

Wir multiplizieren den Nenner 3x +4 weg!

4x 3x +4 + 2x +1 3( x +1 ) -5 = 0 |⋅( 3x +4 )
4x 3x +4 · ( 3x +4 ) + 2x +1 3( x +1 ) · ( 3x +4 ) -5 · ( 3x +4 ) = 0
4x + ( 2x +1 ) ( 3x +4 ) 3( x +1 ) -15x -20 = 0
4x + 6 x 2 +11x +4 3( x +1 ) -15x -20 = 0
6 x 2 +11x +4 3( x +1 ) +4x -15x -20 = 0

Wir multiplizieren den Nenner 3( x +1 ) weg!

6 x 2 +11x +4 3( x +1 ) +4x -15x -20 = 0 |⋅( 3( x +1 ) )
6 x 2 +11x +4 3( x +1 ) · ( 3( x +1 ) ) + 4x · ( 3( x +1 ) ) -15x · ( 3( x +1 ) ) -20 · ( 3( x +1 ) ) = 0
6 x 2 +11x +4 +12 x ( x +1 )-45 x ( x +1 ) -60x -60 = 0
6 x 2 +11x +4 + ( 12 x 2 +12x ) + ( -45 x 2 -45x ) -60x -60 = 0
-27 x 2 -82x -56 = 0

-27 x 2 -82x -56 = 0

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

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

x1,2 = +82 ± ( -82 ) 2 -4 · ( -27 ) · ( -56 ) 2( -27 )

x1,2 = +82 ± 6724 -6048 -54

x1,2 = +82 ± 676 -54

x1 = 82 + 676 -54 = 82 +26 -54 = 108 -54 = -2

x2 = 82 - 676 -54 = 82 -26 -54 = 56 -54 = - 28 27

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 "-27 " teilen:

-27 x 2 -82x -56 = 0 |: -27

x 2 + 82 27 x + 56 27 = 0

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

D = ( 41 27 ) 2 - ( 56 27 ) = 1681 729 - 56 27 = 1681 729 - 1512 729 = 169 729

x1,2 = - 41 27 ± 169 729

x1 = - 41 27 - 13 27 = - 54 27 = -2

x2 = - 41 27 + 13 27 = - 28 27 = -1.037037037037

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -2 ; - 28 27 }

Bruchgl. mit x-Potenzen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

0 = - 1 x + 36 x 3

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x 3 weg!

0 = - 1 x + 36 x 3 |⋅( x 3 )
0 = - 1 x · x 3 + 36 x 3 · x 3
0 = - x 2 +36
0 = - x 2 +36 |0 + x 2
x 2 = 36 | 2
x1 = - 36 = -6
x2 = 36 = 6

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -6 ; 6 }

Bruchgleichung (quadr.) 1

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-13x -3 x -4 = 2x

Lösung einblenden

D=R\{ 4 }

Wir multiplizieren den Nenner x -4 weg!

-13x -3 x -4 = 2x |⋅( x -4 )
-13x -3 x -4 · ( x -4 ) = 2x · ( x -4 )
-13x -3 = 2 x ( x -4 )
-13x -3 = 2 x 2 -8x
-13x -3 = 2 x 2 -8x | -2 x 2 +8x

-2 x 2 -5x -3 = 0

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

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

x1,2 = +5 ± ( -5 ) 2 -4 · ( -2 ) · ( -3 ) 2( -2 )

x1,2 = +5 ± 25 -24 -4

x1,2 = +5 ± 1 -4

x1 = 5 + 1 -4 = 5 +1 -4 = 6 -4 = -1,5

x2 = 5 - 1 -4 = 5 -1 -4 = 4 -4 = -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 "-2 " teilen:

-2 x 2 -5x -3 = 0 |: -2

x 2 + 5 2 x + 3 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 = ( 5 4 ) 2 - ( 3 2 ) = 25 16 - 3 2 = 25 16 - 24 16 = 1 16

x1,2 = - 5 4 ± 1 16

x1 = - 5 4 - 1 4 = - 6 4 = -1.5

x2 = - 5 4 + 1 4 = - 4 4 = -1

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -1,5 ; -1 }

Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

6x 2x +1 -2 = 0

Lösung einblenden

D=R\{ - 1 2 }

Wir multiplizieren den Nenner 2x +1 weg!

6x 2x +1 -2 = 0 |⋅( 2x +1 )
6x 2x +1 · ( 2x +1 ) -2 · ( 2x +1 ) = 0
6x -4x -2 = 0
2x -2 = 0
2x -2 = 0 | +2
2x = 2 |:2
x = 1

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ 1 }

Bruchgleichung mit Parameter

Beispiel:

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

a + x = - 12 x

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

Lösung einblenden

D=R\{0}

a + x = - 12 x

Wir multiplizieren den Nenner x weg:

a + x = - 12 x |⋅x
a · x + x · x = - 12 x · x
a x + x 2 = -12
a x + x 2 +12 = 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 }