Aufgabenbeispiele von Bruchgleichungen

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Bruchgl. mit x-Potenzen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

1 x 2 = - 11 x 3 - 18 x 4

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x 4 weg!

1 x 2 = - 11 x 3 - 18 x 4 |⋅( x 4 )
1 x 2 · x 4 = - 11 x 3 · x 4 - 18 x 4 · x 4
x 2 = -11x -18
x 2 = -11x -18 | +11x +18

x 2 +11x +18 = 0

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

x1,2 = -11 ± 11 2 -4 · 1 · 18 21

x1,2 = -11 ± 121 -72 2

x1,2 = -11 ± 49 2

x1 = -11 + 49 2 = -11 +7 2 = -4 2 = -2

x2 = -11 - 49 2 = -11 -7 2 = -18 2 = -9

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -9 ; -2 }

Bruchgleichung (quadr.) 1

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

6 + 8 x = x -1

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x weg!

6 + 8 x = x -1 |⋅( x )
6 · x + 8 x · x = x · x -1 · x
6x +8 = x · x - x
6x +8 = x 2 - x | - x 2 + x

- x 2 +7x +8 = 0

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

x1,2 = -7 ± 7 2 -4 · ( -1 ) · 8 2( -1 )

x1,2 = -7 ± 49 +32 -2

x1,2 = -7 ± 81 -2

x1 = -7 + 81 -2 = -7 +9 -2 = 2 -2 = -1

x2 = -7 - 81 -2 = -7 -9 -2 = -16 -2 = 8

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -1 ; 8 }

Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2x 2x +3 -2 = 0

Lösung einblenden

D=R\{ - 3 2 }

Wir multiplizieren den Nenner 2x +3 weg!

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

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -3 }

Bruchgleichung mit Parameter

Beispiel:

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

x + a = - 30 x

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

Lösung einblenden

D=R\{0}

x + a = - 30 x

Wir multiplizieren den Nenner x weg:

x + a = - 30 x |⋅x
x · x + a · x = - 30 x · x
x 2 + a x = -30
x 2 + a x +30 = 0
x 2 + a x +30 = 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 + a x +30 = x² - (p+q)x + pq

Wir müssen jetzt also nur noch zwei ganze Zahlen finden, deren Produkt 30 ist, also z.B.:

Mit p = 2 und q = 15 würde es funktionieren, denn 2 · 15 = 30

Genauso muss dann auch a = -(p+q) gelten, also a = -( 2 +15 ) = -17

Zur Probe können wir ja noch mit a = -17 die quadratische Gleichung lösen, um zu überprüfen, ob die Lösungen wirklich ganzzahlig sind:

x 2 -17x +30 = 0

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

x1,2 = +17 ± ( -17 ) 2 -4 · 1 · 30 21

x1,2 = +17 ± 289 -120 2

x1,2 = +17 ± 169 2

x1 = 17 + 169 2 = 17 +13 2 = 30 2 = 15

x2 = 17 - 169 2 = 17 -13 2 = 4 2 = 2

L={ 2 ; 15 }