Aufgabenbeispiele von Ungleichungen
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quadr. Ungleichungen (einfach)
Beispiel:
Löse die quadratische Ungleichung:
>
Zuerst betrachtet man den Grenzfall, nämlich dass
=
= | |||
= |
Ein Produkt ist genau dann =0, wenn mindestens einer der beiden Faktoren =0 ist.
1. Fall:
x1 | = |
2. Fall:
= | | | ||
x2 | = |
Wenn wir uns die zugehörige Parabel zu
ansehen,
erkennen wir, dass bei den Lösungen zu
=
Jetzt gibt es zwei Möglichkeiten die Ungleichung noch vollends zu lösen:
1.Weg
An dem Koeffizienten vor dem x²: a = -1 < 0 erkennen wir, dass die Parabel nach
unten geöffnet ist, also dass der Scheitel der höchste Punkt der Parabel ist.
Somit muss der gesuchte Bereich, in dem
>
2.Weg
Da es ja nur diese beiden Schnittpunkte mit der x-Achse gibt, müssen die Funktionswerte innerhalb eines dieser drei
Intervalle immer das gleiche Vorzeichen haben. Deswegen reicht es einen Vertreter davon zu untersuchen:
Für x < -3: f(-4) =
=
< 0
Für -3 < x < 0: f(-1) =
=
> 0
Für x > 0: f(1) =
=
< 0
Also muss der gesuchte Bereich in dem f(x) > 0 ist,
zwischen den Schnittpunkten mit der x-Achse liegen.
Da der Grenzfall
=
x > -3 und x < 0.
quadratische Ungleichungen
Beispiel:
Löse die quadratische Ungleichung:
<
Zuerst betrachtet man den Grenzfall, nämlich dass
=
= 0
eingesetzt in die Mitternachtsformel (a-b-c-Formel):
x1,2 =
x1,2 =
x1,2 =
Da die Diskriminante (Zahl unter der Wurzel) negativ ist, hat die quadratische Gleichung keine Lösung!
Wenn wir uns die zugehörige Parabel zu
ansehen,
erkennen wir, dass bei den Lösungen zu
=
Wir haben also bei dieser Parabel keinen gemeinsamen Punkt mit der x-Achse, es müssen also entweder alle Punkte der Parabel über der x-Achse oder alle unter der x-Achse liegen!
1.Weg
An dem Koeffizienten vor dem x²: a = 1 > 0 erkennen wir, dass die Parabel nach
oben geöffnet ist, also müssen alle Punkte der Parabel oberhalb der x-Achse liegen.
Die Ungleichung
<
2.Weg
Da es ja keinen Schnittpunkt mit der x-Achse gibt, müssen alle Funktionswerte von
immer das gleiche Vorzeichen haben. Deswegen reicht es einen Vertreter davon, am einfachsten mit x=0, zu untersuchen:
f(0) =
=
>
0
Dies gilt (wegen der fehlenden Schnittpunkte) auch für alle anderen Funktionswerte und die Ungleichung
<
Die Lösung ist also: {} (kein x erfüllt die Ungleichung)
quadratische Ungleichungen 2
Beispiel:
Löse die quadratische Ungleichung:
≤ .
Zuerst betrachtet man den Grenzfall, nämlich dass = ist.
= | | |
= 0
eingesetzt in die Mitternachtsformel (a-b-c-Formel):
x1,2 =
x1,2 =
x1,2 =
x1 =
= =
x2 =
Wenn wir uns die zugehörigen Graphen von
erkennen wir, dass bei den Lösungen zu
Jetzt gibt es zwei Möglichkeiten die Ungleichung noch vollends zu lösen:
1.Weg
An dem Koeffizienten vor dem x²: a = 1 > 0 erkennen wir, dass die Parabel nach
oben geöffnet ist, also dass der Scheitel der tiefste Punkt der Parabel ist.
Somit muss der gesuchte Bereich, in dem
2.Weg
Da es ja nur diese beiden Schnittpunkte gibt, müssen die Funktionswerte innerhalb eines dieser drei
Intervalle immer das gleiche Vorzeichen haben. Deswegen reicht es einen Vertreter davon zu untersuchen:
Für x < -2: f(-3) =
Für -2 < x < 4: f(0) =
Für x > 4: f(5) =
Also muss der gesuchte Bereich in dem f(x) ≤ g(x) ist,
zwischen den Schnittpunkten liegen.
Da der Grenzfall
x ≥ -2 und x ≤ 4.