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Einfache Linearterme im Nenner

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:
- x x -10 = -3

Lösung einblenden

D=R\{ 10 }

Wir multiplizieren den Nenner x -10 weg!

-x x -10 = -3 |⋅( x -10 )
-x x -10 · ( x -10 ) = -3 · ( x -10 )
-x = -3( x -10 )
-x = -3x +30 | +3x
2x = 30 |:2
x = 15

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ 15 }

Bruchgleichung (quadr.) 2

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x = - -77 3x -1 -3

Lösung einblenden

D=R\{ 1 3 }

x = 77 3x -1 -3

Wir multiplizieren den Nenner 3x -1 weg!

x = 77 3x -1 -3 |⋅( 3x -1 )
x · ( 3x -1 ) = 77 3x -1 · ( 3x -1 ) -3 · ( 3x -1 )
x · ( 3x -1 ) = 77 -9x +3
x · 3x + x · ( -1 ) = 77 -9x +3
3 x · x - x = 77 -9x +3
3 x 2 - x = -9x +80
3 x 2 - x = -9x +80 | +9x -80

3 x 2 +8x -80 = 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 · 3 · ( -80 ) 23

x1,2 = -8 ± 64 +960 6

x1,2 = -8 ± 1024 6

x1 = -8 + 1024 6 = -8 +32 6 = 24 6 = 4

x2 = -8 - 1024 6 = -8 -32 6 = -40 6 = - 20 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 +8x -80 = 0 |: 3

x 2 + 8 3 x - 80 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 = ( 4 3 ) 2 - ( - 80 3 ) = 16 9 + 80 3 = 16 9 + 240 9 = 256 9

x1,2 = - 4 3 ± 256 9

x1 = - 4 3 - 16 3 = - 20 3 = -6.6666666666667

x2 = - 4 3 + 16 3 = 12 3 = 4

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ - 20 3 ; 4 }

Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2x x -2 + 2x -2 x -4 = 0

Lösung einblenden

D=R\{ 2 ; 0}

2x x -2 + 2x -2 x -4 = 0

Wir multiplizieren den Nenner x -2 weg!

2x x -2 + 2x -2 x -4 = 0 |⋅( x -2 )
2x x -2 · ( x -2 ) + 2x -2 x · ( x -2 ) -4 · ( x -2 ) = 0
2x + ( 2x -2 ) · ( x -2 ) x -4x +8 = 0
2x + 2 x 2 -6x +4 x -4x +8 = 0
2 x 2 -6x +4 x +2x -4x +8 = 0

Wir multiplizieren den Nenner x weg!

2 x 2 -6x +4 x +2x -4x +8 = 0 |⋅( x )
2 x 2 -6x +4 x · x + 2x · x -4x · x + 8 · x = 0
2 x 2 -6x +4 +2 x · x -4 x · x +8x = 0
2 x 2 -6x +4 +2 x 2 -4 x 2 +8x = 0
2x +4 = 0
2x +4 = 0 | -4
2x = -4 |:2
x = -2

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -2 }

Bruchgl. mit x-Potenzen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

0 = -1 + 8 x - 16 x 2

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x 2 weg!

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

x 2 -8x +16 = 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 · 16 21

x1,2 = +8 ± 64 -64 2

x1,2 = +8 ± 0 2

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

x = 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 = ( -4 ) 2 - 16 = 16 - 16 = 0

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

x = 4 ± 0 = 4

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ 4 }

Bruchgleichung (quadr.) 1

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-5x +1 x -5 = x

Lösung einblenden

D=R\{ 5 }

Wir multiplizieren den Nenner x -5 weg!

-5x +1 x -5 = x |⋅( x -5 )
-5x +1 x -5 · ( x -5 ) = x · ( x -5 )
-5x +1 = x · ( x -5 )
-5x +1 = x 2 -5x
-5x +1 = x 2 -5x | -1 - x 2 +5x
- x 2 = -1 |: ( -1 )
x 2 = 1 | 2
x1 = - 1 = -1
x2 = 1 = 1

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -1 ; 1 }

Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3x +3 x -4 = 0

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x weg!

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

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ 3 }

Bruchgleichung mit Parameter

Beispiel:

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

x - 15 x = - a

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

Lösung einblenden

D=R\{0}

x - 15 x = - a

Wir multiplizieren den Nenner x weg:

x - 15 x = - a |⋅x
x · x - 15 x · x = - a · x
x 2 -15 = - a x
x 2 -15 + a x = 0
x 2 + a x -15 = 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 -15 = x² - (p+q)x + pq

Wir müssen jetzt also nur noch zwei ganze Zahlen finden, deren Produkt -15 ist, also z.B.:

Mit p = 3 und q = -5 würde es funktionieren, denn 3 · ( -5 ) = -15

Genauso muss dann auch a = -(p+q) gelten, also a = -( 3 -5 ) = 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 +2x -15 = 0

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

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

x1,2 = -2 ± 2 2 -4 · 1 · ( -15 ) 21

x1,2 = -2 ± 4 +60 2

x1,2 = -2 ± 64 2

x1 = -2 + 64 2 = -2 +8 2 = 6 2 = 3

x2 = -2 - 64 2 = -2 -8 2 = -10 2 = -5

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 - ( -15 ) = 1+ 15 = 16

x1,2 = -1 ± 16

x1 = -1 - 4 = -5

x2 = -1 + 4 = 3

L={ -5 ; 3 }