Aufgabenbeispiele von Ungleichungen

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quadr. Ungleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die quadratische Ungleichung:

( x +4 ) ( x -5 ) < 0.

Lösung einblenden

Zuerst betrachtet man den Grenzfall, nämlich dass ( x +4 ) ( x -5 ) = 0 ist.

( x +4 ) ( x -5 ) = 0

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

1. Fall:

x +4 = 0 | -4
x1 = -4

2. Fall:

x -5 = 0 | +5
x2 = 5

Wenn wir uns die zugehörige Parabel zu f(x)= ( x +4 ) ( x -5 ) ansehen,
erkennen wir, dass bei den Lösungen zu ( x +4 ) ( x -5 ) = 0 (x1 = -4 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 +4 ) ( 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 < -4: f(-5) = ( -5 +4 ) · ( -5 -5 ) = 10 > 0
Für -4 < x < 5: f(0) = ( 0 +4 ) · ( 0 -5 ) = -20 < 0
Für x > 5: f(6) = ( 6 +4 ) · ( 6 -5 ) = 10 > 0
Also muss der gesuchte Bereich in dem f(x) < 0 ist, zwischen den Schnittpunkten mit der x-Achse liegen.

.

Da der Grenzfall ( x +4 ) ( x -5 ) = 0 nicht zur gesuchten Ungleichung ( x +4 ) ( x -5 ) < 0 gehört, ist x1=-4 und x2=5 nicht in der Lösungmenge. Somit gilt für diese:

x > -4 und x < 5.

quadratische Ungleichungen

Beispiel:

Löse die quadratische Ungleichung:

x 2 -5x 0.

Lösung einblenden

Zuerst betrachtet man den Grenzfall, nämlich dass x 2 -5x = 0 ist.

x 2 -5x = 0
x ( x -5 ) = 0

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

1. Fall:

x1 = 0

2. Fall:

x -5 = 0 | +5
x2 = 5

Wenn wir uns die zugehörige Parabel zu f(x)= x 2 -5x ansehen,
erkennen wir, dass bei den Lösungen zu x 2 -5x = 0 (x1 = 0 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 2 -5x 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 < 0: f(-1) = ( -1 ) 2 -5( -1 ) = 6 > 0
Für 0 < x < 5: f(4) = 4 2 -54 = -4 < 0
Für x > 5: f(6) = 6 2 -56 = 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 -5x = 0 auch zur gesuchten Ungleichung x 2 -5x 0 gehört, ist x1=0 und x2=5 auch in der Lösungmenge. Somit gilt für diese:

x ≤ 0 oder x ≥ 5.

quadratische Ungleichungen 2

Beispiel:

Löse die quadratische Ungleichung:

-2 x 2 -5x -5 > -x -3 .

Lösung einblenden

Zuerst betrachtet man den Grenzfall, nämlich dass -2 x 2 -5x -5 = -x -3 ist.

-2 x 2 -5x -5 = -x -3 | + x +3
-2 x 2 -4x -2 = 0 |:2

- x 2 -2x -1 = 0

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

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

x1,2 = +2 ± 4 -4 -2

x1,2 = +2 ± 0 -2

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

x = 2 -2 = -1

Wenn wir uns die zugehörigen Graphen von f(x)= -2 x 2 -5x -5 und g(x)= -x -3 ansehen,
erkennen wir, dass bei den Lösungen zu -2 x 2 -5x -5 = -x -3 (x = -1) 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 unten geöffnet ist, also müssen alle Punkte der Parabel unterhalb der Geraden y= -x -3 liegen.
Somit gilt die Ungleichung -2 x 2 -5x -5 > -x -3 für kein x .

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 < -1: f(-2) = -2 ( -2 ) 2 -5( -2 ) -5 = -3 < -1 = -( -2 ) -3 = g(-2)
Für x > -1: f(0) = -2 0 2 -50 -5 = -5 < -3 = -0 -3 = g(0)
Also gilt die Ungleichung -2 x 2 -5x -5 > -x -3 in keinem der Intervalle.

Da der Grenzfall -2 x 2 -5x -5 = -x -3 nicht zur gesuchten Ungleichung -2 x 2 -5x -5 > -x -3 gehört, ist x=-1 nicht in der Lösungmenge. Somit gilt für diese:

{} (kein x erfüllt die Ungleichung)