Aufgabenbeispiele von Ungleichungen

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quadr. Ungleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die quadratische Ungleichung:

( x -1 ) ( x -5 ) 0.

Lösung einblenden

Zuerst betrachtet man den Grenzfall, nämlich dass ( x -1 ) ( x -5 ) = 0 ist.

( x -1 ) ( x -5 ) = 0

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

1. Fall:

x -1 = 0 | +1
x1 = 1

2. Fall:

x -5 = 0 | +5
x2 = 5

Wenn wir uns die zugehörige Parabel zu f(x)= ( x -1 ) ( x -5 ) ansehen,
erkennen wir, dass bei den Lösungen zu ( x -1 ) ( x -5 ) = 0 (x1 = 1 und x2 = 5) ja gerade die Schnittpunkte der Parabel mit der x-Achse sind.

Du hast entweder einen veralteten Browser oder Javascript ausgeschaltet. Deswegen kannst du leider das Schaubild nicht sehen :(

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 ( x -1 ) ( x -5 ) 0 ist, zwischen den Schnittpunkten mit der x-Achse liegen.

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 < 1: f(0) = ( 0 -1 ) · ( 0 -5 ) = 5 > 0
Für 1 < x < 5: f(4) = ( 4 -1 ) · ( 4 -5 ) = -3 < 0
Für x > 5: f(6) = ( 6 -1 ) · ( 6 -5 ) = 5 > 0
Also muss der gesuchte Bereich in dem f(x)0 ist, zwischen den Schnittpunkten mit der x-Achse liegen.

.

Da der Grenzfall ( x -1 ) ( x -5 ) = 0 auch zur gesuchten Ungleichung ( x -1 ) ( x -5 ) 0 gehört, ist x1=1 und x2=5 auch in der Lösungmenge. Somit gilt für diese:

x ≥ 1 und x ≤ 5.

quadratische Ungleichungen

Beispiel:

Löse die quadratische Ungleichung:

x 2 - x -6 0.

Lösung einblenden

Zuerst betrachtet man den Grenzfall, nämlich dass x 2 - x -6 = 0 ist.

x 2 - x -6 = 0

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

x1,2 = +1 ± ( -1 ) 2 -4 · 1 · ( -6 ) 21

x1,2 = +1 ± 1 +24 2

x1,2 = +1 ± 25 2

x1 = 1 + 25 2 = 1 +5 2 = 6 2 = 3

x2 = 1 - 25 2 = 1 -5 2 = -4 2 = -2

Wenn wir uns die zugehörige Parabel zu f(x)= x 2 - x -6 ansehen,
erkennen wir, dass bei den Lösungen zu x 2 - x -6 = 0 (x1 = -2 und x2 = 3) ja gerade die Schnittpunkte der Parabel mit der x-Achse sind.

Du hast entweder einen veralteten Browser oder Javascript ausgeschaltet. Deswegen kannst du leider das Schaubild nicht sehen :(

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 x 2 - x -6 0 ist, links und rechts der Schnittpunkte mit der x-Achse liegen.

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 < -2: f(-3) = ( -3 ) 2 - ( -3 ) -6 = 6 > 0
Für -2 < x < 3: f(0) = 0 2 - 0 -6 = -6 < 0
Für x > 3: f(4) = 4 2 - 4 -6 = 6 > 0
Also muss der gesuchte Bereich in dem f(x)0 ist, links und rechts der Schnittpunkte mit der x-Achse liegen.

.

Da der Grenzfall x 2 - x -6 = 0 auch zur gesuchten Ungleichung x 2 - x -6 0 gehört, ist x1=-2 und x2=3 auch in der Lösungmenge. Somit gilt für diese:

x ≤ -2 oder x ≥ 3.

quadratische Ungleichungen 2

Beispiel:

Löse die quadratische Ungleichung:

2 x 2 -17x +29 -x -3 .

Lösung einblenden

Zuerst betrachtet man den Grenzfall, nämlich dass 2 x 2 -17x +29 = -x -3 ist.

2 x 2 -17x +29 = -x -3 | + x +3
2 x 2 -16x +32 = 0 |:2

x 2 -8x +16 = 0

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

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

Wenn wir uns die zugehörigen Graphen von f(x)= 2 x 2 -17x +29 und g(x)= -x -3 ansehen,
erkennen wir, dass bei den Lösungen zu 2 x 2 -17x +29 = -x -3 (x = 4) ja gerade die Schnittpunkte der Parabel mit der Geraden sind.

Du hast entweder einen veralteten Browser oder Javascript ausgeschaltet. Deswegen kannst du leider das Schaubild nicht sehen :(

Da wir bei dieser Parabel nur einen gemeinsamen Punkt mit der Geraden y= -x -3 haben, muss dieser gemeinsame Punkt ein Berührpunkt sein!

1.Weg
An dem Koeffizienten vor dem x²: a = 2 > 0 erkennen wir, dass die Parabel nach oben geöffnet ist, also müssen alle Punkte der Parabel (außer dem Scheitel) oberhalb der Geraden y= -x -3 liegen.
Somit gilt die Ungleichung 2 x 2 -17x +29 -x -3 für kein x außer für x = 4.

2.Weg
Da es ja nur diesen einen Schnittpunkt mit der Geraden y= -x -3 gibt, müssen die Funktionswerte von f(x) innerhalb eines dieser beiden Intervalle immer oberhalb oder immer unterhalb der Funktionswerte von g(x) liegen. Deswegen reicht es einen Vertreter davon zu untersuchen:
Für x < 4: f(0) = 2 0 2 -170 +29 = 29 > -3 = -0 -3 = g(0)
Für x > 4: f(5) = 2 5 2 -175 +29 = -6 > -8 = -5 -3 = g(5)
Also gilt die Ungleichung 2 x 2 -17x +29 -x -3 in keinem der Intervalle.

Da der Grenzfall 2 x 2 -17x +29 = -x -3 auch zur gesuchten Ungleichung 2 x 2 -17x +29 -x -3 gehört, ist x=4 auch in der Lösungmenge. Somit gilt für diese:

{4}