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einfache Bruchgl. (quadr.)

Beispiel:

Bestimme erst die maximale Definitionsmenge D. Löse dann die Bruchgleichung:

- 2x x -3 = 2x

Lösung einblenden

Um die Definitionlücken (und damit die maximale Definitionsmenge) zu bestimmen, müssen wir einfach nach den Nullstellen der Nenner schauen: Hier erkennt man schnell als Nullstelle(n) der Nenner: 3

D=R\{ 3 }

Wir multiplizieren den Nenner x -3 weg!

-2x x -3 = 2x |⋅( x -3 )
-2x x -3 · ( x -3 ) = 2x · ( x -3 )
- 2x 1 = 2 x ( x -3 )
-2x = 2 x ( x -3 )
-2x = 2 x 2 -6x
-2x = 2 x 2 -6x | - ( 2 x 2 -6x )
-2 x 2 -2x +6x = 0
-2 x 2 +4x = 0
2 x ( -x +2 ) = 0

Ein Produkt ist genau dann =0, wenn mindestens einer der beiden Faktoren =0 ist.

1. Fall:

x1 = 0

2. Fall:

-x +2 = 0 | -2
-x = -2 |:(-1 )
x2 = 2

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={0; 2 }

Bruchgleichung (quadr.) 1

Beispiel:

Bestimme erst die maximale Definitionsmenge D. Löse dann die Bruchgleichung:

-10x +10 3x = x +1

Lösung einblenden

Um die Definitionlücken (und damit die maximale Definitionsmenge) zu bestimmen, müssen wir einfach nach den Nullstellen der Nenner schauen: Hier erkennt man schnell als Nullstelle(n) der Nenner: 0

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner 3x weg!

-10x +10 3x = x +1 |⋅( 3x )
-10x +10 3x · 3x = x · 3x + 1 · 3x
-10x +10 = 3 x · x +3x
-10x +10 = 3 x 2 +3x | -3 x 2 -3x

-3 x 2 -13x +10 = 0

eingesetzt in die Mitternachtsformel (a-b-c-Formel):

x1,2 = +13 ± ( -13 ) 2 -4 · ( -3 ) · 10 2( -3 )

x1,2 = +13 ± 169 +120 -6

x1,2 = +13 ± 289 -6

x1 = 13 + 289 -6 = 13 +17 -6 = 30 -6 = -5

x2 = 13 - 289 -6 = 13 -17 -6 = -4 -6 = 2 3 ≈ 0.67

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -5 ; 2 3 }

Bruchgleichung (quadr.) 2

Beispiel:

Bestimme erst die maximale Definitionsmenge D. Löse dann die Bruchgleichung:

4x 3x +4 + x +2 = 0

Lösung einblenden

Um die Definitionlücken (und damit die maximale Definitionsmenge) zu bestimmen, müssen wir einfach nach den Nullstellen der Nenner schauen: Hier erkennt man schnell als Nullstelle(n) der Nenner: - 4 3

D=R\{ - 4 3 }

Wir multiplizieren den Nenner 3x +4 weg!

4x 3x +4 + x +2 = 0 |⋅( 3x +4 )
4x 3x +4 · ( 3x +4 ) + x · ( 3x +4 ) + 2 · ( 3x +4 ) = 0
4x + x ( 3x +4 ) +6x +8 = 0
4x + ( 3 x 2 +4x ) +6x +8 = 0
3 x 2 +14x +8 = 0

3 x 2 +14x +8 = 0

eingesetzt in die Mitternachtsformel (a-b-c-Formel):

x1,2 = -14 ± 14 2 -4 · 3 · 8 23

x1,2 = -14 ± 196 -96 6

x1,2 = -14 ± 100 6

x1 = -14 + 100 6 = -14 +10 6 = -4 6 = - 2 3 ≈ -0.67

x2 = -14 - 100 6 = -14 -10 6 = -24 6 = -4

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -4 ; - 2 3 }

doppelte Bruchgl. (quadr.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-62 2x +4 = - x 4x +8 -4x

Lösung einblenden

D=R\{ -2 }

- 62 2( x +2 ) = - x 4( x +2 ) -4x |(Nenner faktorisiert)

Wir multiplizieren den Nenner 4( x +2 ) weg!

- 62 2( x +2 ) = - x 4( x +2 ) -4x |⋅( 4( x +2 ) )
- 62 2( x +2 ) · ( 4( x +2 ) ) = - x 4( x +2 ) · ( 4( x +2 ) ) -4x · ( 4( x +2 ) )
-124 = -x -16 x ( x +2 )
-124 = -16 x 2 -33x
-124 = -16 x 2 -33x | +16 x 2 +33x

16 x 2 +33x -124 = 0

eingesetzt in die Mitternachtsformel (a-b-c-Formel):

x1,2 = -33 ± 33 2 -4 · 16 · ( -124 ) 216

x1,2 = -33 ± 1089 +7936 32

x1,2 = -33 ± 9025 32

x1 = -33 + 9025 32 = -33 +95 32 = 62 32 = 31 16 ≈ 1.94

x2 = -33 - 9025 32 = -33 -95 32 = -128 32 = -4

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -4 ; 31 16 }

Bruchgl. mit x-Potenzen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-14x +48 x 4 = - 1 x 2

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x 4 weg!

-14x +48 x 4 = - 1 x 2 |⋅( x 4 )
-14x +48 x 4 · x 4 = - 1 x 2 · x 4
-14x +48 = - x 2
-14x +48 = - x 2 | + x 2

x 2 -14x +48 = 0

eingesetzt in die Mitternachtsformel (a-b-c-Formel):

x1,2 = +14 ± ( -14 ) 2 -4 · 1 · 48 21

x1,2 = +14 ± 196 -192 2

x1,2 = +14 ± 4 2

x1 = 14 + 4 2 = 14 +2 2 = 16 2 = 8

x2 = 14 - 4 2 = 14 -2 2 = 12 2 = 6

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ 6 ; 8 }

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 = -9 würde es funktionieren, denn -( 2 -9 ) = 7

Genauso muss dann auch a = p⋅q gelten, also a = 2 · ( -9 ) = -18

Zur Probe können wir ja noch mit a = -18 die quadratische Gleichung lösen, um zu überprüfen, ob die Lösungen wirklich ganzzahlig sind:

x 2 +7x -18 = 0

eingesetzt in die Mitternachtsformel (a-b-c-Formel):

x1,2 = -7 ± 7 2 -4 · 1 · ( -18 ) 21

x1,2 = -7 ± 49 +72 2

x1,2 = -7 ± 121 2

x1 = -7 + 121 2 = -7 +11 2 = 4 2 = 2

x2 = -7 - 121 2 = -7 -11 2 = -18 2 = -9

L={ -9 ; 2 }