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 -5 t ) · e - 1 2 x genau 0 Nullstellen?

Lösung einblenden

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

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

x 2 -5x -5 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 · ( -5 t ) 21 = +5 ± 25 +20 t 2

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

  • Ist 25 +20 t > 0, so kann man die Wurzel bilden und es gibt (wegen dem ±) zwei Lösungen
  • Ist 25 +20 t = 0, so ist auch die Wurzel =0 und es gibt nur eine Lösung
  • Ist 25 +20 t <0, so existiert die Wurzel nicht und es gibt gar keine Lösung

Wir untersuchen also erstmal, wann der Radikand 25 +20 t = 0 wird.

25 +20t = 0
20t +25 = 0 | -25
20t = -25 |:20
t = - 5 4 = -1.25

Da rechts der Nullstelle t= - 5 4 beispielsweise für t = -0 der Radikand 25 +200 = 25 > 0 wird, sind also die Funktionswerte von 25 +20 t für t > - 5 4 größer 0 und für t < - 5 4 kleiner 0

Für t < - 5 4 ist also der Term unter der Wurzel < 0 und es gibt keine Lösung.