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

Lösung einblenden

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

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

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

x1,2 = +1 ± ( -1 ) 2 -4 · 1 · ( -5 t ) 21 = +1 ± 1 +20 t 2

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

  • Ist 1 +20 t > 0, so kann man die Wurzel bilden und es gibt (wegen dem ±) zwei Lösungen
  • Ist 1 +20 t = 0, so ist auch die Wurzel =0 und es gibt nur eine Lösung
  • Ist 1 +20 t <0, so existiert die Wurzel nicht und es gibt gar keine Lösung

Wir untersuchen also erstmal, wann der Radikand 1 +20 t = 0 wird.

1 +20t = 0
20t +1 = 0 | -1
20t = -1 |:20
t = - 1 20 = -0.05

Da rechts der Nullstelle t= - 1 20 beispielsweise für t = 1 der Radikand 1 +201 = 21 > 0 wird, sind also die Funktionswerte von 1 +20 t für t > - 1 20 größer 0 und für t < - 1 20 kleiner 0

Für t > - 1 20 ist also der Term unter der Wurzel positiv und es gibt zwei Lösungen.