Aufgabenbeispiele von quadratisch

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einfache Bruchgl. (quadr.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

- 18 x = -2x

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x weg!

- 18 x = -2x |⋅( x )
- 18 x · x = -2x · x
-18 = -2 x · x
-18 = -2 x 2
-18 = -2 x 2 | +18 +2 x 2
2 x 2 = 18 |:2
x 2 = 9 | 2
x1 = - 9 = -3
x2 = 9 = 3

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -3 ; 3 }

Bruchgleichung (quadr.) 1

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3x = -6x -9 x +2

Lösung einblenden

D=R\{ -2 }

Wir multiplizieren den Nenner x +2 weg!

3x = -6x -9 x +2 |⋅( x +2 )
3x · ( x +2 ) = -6x -9 x +2 · ( x +2 )
3 x ( x +2 ) = -6x -9
3 x · x +3 x · 2 = -6x -9
3 x · x +6x = -6x -9
3 x 2 +6x = -6x -9
3 x 2 +6x = -6x -9 | +6x +9
3 x 2 +12x +9 = 0 |:3

x 2 +4x +3 = 0

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

x1,2 = -4 ± 4 2 -4 · 1 · 3 21

x1,2 = -4 ± 16 -12 2

x1,2 = -4 ± 4 2

x1 = -4 + 4 2 = -4 +2 2 = -2 2 = -1

x2 = -4 - 4 2 = -4 -2 2 = -6 2 = -3

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -3 ; -1 }

Bruchgleichung (quadr.) 2

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

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

Lösung einblenden

D=R\{ -4 }

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

Wir multiplizieren den Nenner x +4 weg!

- 2x x +4 +3x +4 = 0 |⋅( x +4 )
- 2x x +4 · ( x +4 ) + 3x · ( x +4 ) + 4 · ( x +4 ) = 0
-2x +3 x ( x +4 ) +4x +16 = 0
-2x + ( 3 x 2 +12x ) +4x +16 = 0
3 x 2 +14x +16 = 0

3 x 2 +14x +16 = 0

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

x1,2 = -14 ± 14 2 -4 · 3 · 16 23

x1,2 = -14 ± 196 -192 6

x1,2 = -14 ± 4 6

x1 = -14 + 4 6 = -14 +2 6 = -12 6 = -2

x2 = -14 - 4 6 = -14 -2 6 = -16 6 = - 8 3 ≈ -2.67

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ - 8 3 ; -2 }

Bruchgl. mit x-Potenzen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

1 = - 10 x - 21 x 2

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x 2 weg!

1 = - 10 x - 21 x 2 |⋅( x 2 )
1 · x 2 = - 10 x · x 2 - 21 x 2 · x 2
x 2 = -10x -21
x 2 = -10x -21 | +10x +21

x 2 +10x +21 = 0

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

x1,2 = -10 ± 10 2 -4 · 1 · 21 21

x1,2 = -10 ± 100 -84 2

x1,2 = -10 ± 16 2

x1 = -10 + 16 2 = -10 +4 2 = -6 2 = -3

x2 = -10 - 16 2 = -10 -4 2 = -14 2 = -7

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -7 ; -3 }

doppelte Bruchgl. (quadr.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4,5 x -1 = - x 2x -2 + x

Lösung einblenden

D=R\{ 1 }

4,5 x -1 = - x 2( x -1 ) + x |(Nenner faktorisiert)

Wir multiplizieren den Nenner 2( x -1 ) weg!

4,5 x -1 = - x 2( x -1 ) + x |⋅( 2( x -1 ) )
4,5 x -1 · ( 2( x -1 ) ) = - x 2( x -1 ) · ( 2( x -1 ) ) + x · ( 2( x -1 ) )
9 = -x +2 x ( x -1 )
9 = 2 x 2 -3x
9 = 2 x 2 -3x | -2 x 2 +3x

-2 x 2 +3x +9 = 0

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

x1,2 = -3 ± 3 2 -4 · ( -2 ) · 9 2( -2 )

x1,2 = -3 ± 9 +72 -4

x1,2 = -3 ± 81 -4

x1 = -3 + 81 -4 = -3 +9 -4 = 6 -4 = -1,5

x2 = -3 - 81 -4 = -3 -9 -4 = -12 -4 = 3

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -1,5 ; 3 }

Bruchgleichung mit Parameter

Beispiel:

Für x ≠ 0 und a ∈ Z\{0} ist die folgende Gleichung gegeben:

a x -3 = -x

Bestimme a so, dass die Gleichung zwei (verschiedene) ganzzahlige Lösungen besitzt.

Lösung einblenden

D=R\{0}

a x -3 = -x

Wir multiplizieren den Nenner x weg:

a x -3 = -x |⋅x
a x · x -3 · x = -x · x
a -3x = - x 2
a -3x + x 2 = 0
x 2 -3x + 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 -3x + a = x² - (p+q)x + pq

Wir müssen jetzt also nur noch zwei ganze Zahlen finden, deren Summe das Negative von -3 ist, also z.B.:

Mit p = 2 und q = 1 würde es funktionieren, denn -( 2 +1 ) = -3

Genauso muss dann auch a = p⋅q gelten, also a = 2 · 1 = 2

Zur Probe können wir ja noch mit a = 2 die quadratische Gleichung lösen, um zu überprüfen, ob die Lösungen wirklich ganzzahlig sind:

x 2 -3x +2 = 0

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

x1,2 = +3 ± ( -3 ) 2 -4 · 1 · 2 21

x1,2 = +3 ± 9 -8 2

x1,2 = +3 ± 1 2

x1 = 3 + 1 2 = 3 +1 2 = 4 2 = 2

x2 = 3 - 1 2 = 3 -1 2 = 2 2 = 1

L={ 1 ; 2 }

42 Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x x -3 + 5 x +3 = 50 x 2 -9

Lösung einblenden

D=R\{ -3 ; 3 }

x x -3 + 5 x +3 = 50 ( x +3 ) · ( x -3 ) |(Nenner faktorisiert)

Wir multiplizieren den Nenner ( x +3 ) · ( x -3 ) weg!

x x -3 + 5 x +3 = 50 ( x +3 ) · ( x -3 ) |⋅( ( x +3 ) · ( x -3 ) )
x x -3 · ( x +3 ) · ( x -3 ) + 5 x +3 · ( x +3 ) · ( x -3 ) = 50 ( x +3 ) · ( x -3 ) · ( x +3 ) · ( x -3 )
x ( x +3 ) +5x -15 = 50 x +3 x +3
x ( x +3 ) +5x -15 = 50
x 2 +3x +5x -15 = 50
x 2 +8x -15 = 50
x 2 +8x -15 = 50 | -50

x 2 +8x -65 = 0

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

x1,2 = -8 ± 8 2 -4 · 1 · ( -65 ) 21

x1,2 = -8 ± 64 +260 2

x1,2 = -8 ± 324 2

x1 = -8 + 324 2 = -8 +18 2 = 10 2 = 5

x2 = -8 - 324 2 = -8 -18 2 = -26 2 = -13

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -13 ; 5 }