Aufgabenbeispiele von Ungleichungen

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quadr. Ungleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die quadratische Ungleichung:

- x ( x -4 ) 0.

Lösung einblenden

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

- x ( x -4 ) = 0

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

1. Fall:

x1 = 0

2. Fall:

x -4 = 0 | +4
x2 = 4

Wenn wir uns die zugehörige Parabel zu f(x)= - x ( x -4 ) ansehen,
erkennen wir, dass bei den Lösungen zu - x ( x -4 ) = 0 (x1 = 0 und x2 = 4) 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 unten geöffnet ist, also dass der Scheitel der höchste Punkt der Parabel ist.
Somit muss der gesuchte Bereich, in dem - x ( x -4 ) 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 ) · ( -1 -4 ) = -5 < 0
Für 0 < x < 4: f(3) = - 3 · ( 3 -4 ) = 3 > 0
Für x > 4: f(5) = - 5 · ( 5 -4 ) = -5 < 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 ( x -4 ) = 0 auch zur gesuchten Ungleichung - x ( x -4 ) 0 gehört, ist x1=0 und x2=4 auch in der Lösungmenge. Somit gilt für diese:

x ≤ 0 oder x ≥ 4.

quadratische Ungleichungen

Beispiel:

Löse die quadratische Ungleichung:

- x 2 -2x +8 0.

Lösung einblenden

Zuerst betrachtet man den Grenzfall, nämlich dass - x 2 -2x +8 = 0 ist.

- x 2 -2x +8 = 0

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

x1,2 = +2 ± ( -2 ) 2 -4 · ( -1 ) · 8 2( -1 )

x1,2 = +2 ± 4 +32 -2

x1,2 = +2 ± 36 -2

x1 = 2 + 36 -2 = 2 +6 -2 = 8 -2 = -4

x2 = 2 - 36 -2 = 2 -6 -2 = -4 -2 = 2

Wenn wir uns die zugehörige Parabel zu f(x)= - x 2 -2x +8 ansehen,
erkennen wir, dass bei den Lösungen zu - x 2 -2x +8 = 0 (x1 = -4 und x2 = 2) 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 unten geöffnet ist, also dass der Scheitel der höchste Punkt der Parabel ist.
Somit muss der gesuchte Bereich, in dem - x 2 -2x +8 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 < -4: f(-5) = - ( -5 ) 2 -2( -5 ) +8 = -7 < 0
Für -4 < x < 2: f(0) = - 0 2 -20 +8 = 8 > 0
Für x > 2: f(3) = - 3 2 -23 +8 = -7 < 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 -2x +8 = 0 auch zur gesuchten Ungleichung - x 2 -2x +8 0 gehört, ist x1=-4 und x2=2 auch in der Lösungmenge. Somit gilt für diese:

x ≤ -4 oder x ≥ 2.

quadratische Ungleichungen 2

Beispiel:

Löse die quadratische Ungleichung:

x 2 -5x -x -4 .

Lösung einblenden

Zuerst betrachtet man den Grenzfall, nämlich dass x 2 -5x = -x -4 ist.

x 2 -5x = -x -4 | + x +4

x 2 -4x +4 = 0

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

x1,2 = +4 ± ( -4 ) 2 -4 · 1 · 4 21

x1,2 = +4 ± 16 -16 2

x1,2 = +4 ± 0 2

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

x = 4 2 = 2

Wenn wir uns die zugehörigen Graphen von f(x)= x 2 -5x und g(x)= -x -4 ansehen,
erkennen wir, dass bei den Lösungen zu x 2 -5x = -x -4 (x = 2) 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 -4 haben, muss dieser gemeinsame Punkt ein Berührpunkt sein!

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 Geraden y= -x -4 liegen.
Somit gilt die Ungleichung x 2 -5x -x -4 für alle x .

2.Weg
Da es ja nur diesen einen Schnittpunkt mit der Geraden y= -x -4 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 < 2: f(0) = 0 2 -50 = 0 > -4 = -0 -4 = g(0)
Für x > 2: f(3) = 3 2 -53 = -6 > -7 = -3 -4 = g(3)
Also gilt die Ungleichung x 2 -5x -x -4 in beiden Intervallen.

Da der Grenzfall x 2 -5x = -x -4 auch zur gesuchten Ungleichung x 2 -5x -x -4 gehört, ist x=2 auch in der Lösungmenge. Somit gilt für diese:

ℝ (alle x erfüllen die Ungleichung)