Aufgabenbeispiele von Gleichungen

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Lösungsanzahl in Abh. von Parameter

Beispiel:

Für welche Werte von t hat die Funktion ft mit ft(x)= ( x 2 -5x +2 t ) · e 1 2 t x genau 2 Nullstellen?

Lösung einblenden

Nach dem Satz vom Nullprodukt wird ( x 2 -5x +2 t ) · e 1 2 t x genau dann = 0, wenn x 2 -5x +2 t = 0 oder e 1 2 t x = 0 gilt:

Da ja aber e 1 2 t x für alle t und alle x immer größer als 0 ist, genügt es die Nullstellen von x 2 -5x +2 t zu untersuchen:

x 2 -5x +2 t =0 ist eine quadratische Gleichung, bei der wir am einfachsten die Mitternachtsformel (a-b-c-Formel) anwenden:

x1,2 = +5 ± ( -5 ) 2 -4 · 1 · 2 t 21 = +5 ± 25 -8 t 2

Wie viele Nullstellen jetzt hier wirklich rauskommen, hängt vom Radikand, also vom Term unter der Wurzel ab:

  • Ist 25 -8 t > 0, so kann man die Wurzel bilden und es gibt (wegen dem ±) zwei Lösungen
  • Ist 25 -8 t = 0, so ist auch die Wurzel =0 und es gibt nur eine Lösung
  • Ist 25 -8 t <0, so existiert die Wurzel nicht und es gibt gar keine Lösung

Wir untersuchen also erstmal, wann der Radikand 25 -8 t = 0 wird.

25 -8t = 0
-8t +25 = 0 | -25
-8t = -25 |:(-8 )
t = 25 8

Da rechts der Nullstelle t= 25 8 beispielsweise für t = 4 der Radikand 25 -84 = -7 < 0 wird, sind also die Funktionswerte von 25 -8 t für t > 25 8 kleiner 0 und für t < 25 8 größer 0

Für t < 25 8 ist also der Term unter der Wurzel positiv und es gibt zwei Lösungen.