Aufgabenbeispiele von quadratisch

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einfache Bruchgl. (quadr.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

16 x = x

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x weg!

16 x = x |⋅( x )
16 x · x = x · x
16 = x · x
16 = x 2
16 = x 2 | -16 - x 2
- x 2 = -16 |: ( -1 )
x 2 = 16 | 2
x1 = - 16 = -4
x2 = 16 = 4

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -4 ; 4 }

Bruchgleichung (quadr.) 1

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

5x +1 x +2 = 4x

Lösung einblenden

D=R\{ -2 }

Wir multiplizieren den Nenner x +2 weg!

5x +1 x +2 = 4x |⋅( x +2 )
5x +1 x +2 · ( x +2 ) = 4x · ( x +2 )
5x +1 = 4 x ( x +2 )
5x +1 = 4 x 2 +8x
5x +1 = 4 x 2 +8x | -4 x 2 -8x

-4 x 2 -3x +1 = 0

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

x1,2 = +3 ± ( -3 ) 2 -4 · ( -4 ) · 1 2( -4 )

x1,2 = +3 ± 9 +16 -8

x1,2 = +3 ± 25 -8

x1 = 3 + 25 -8 = 3 +5 -8 = 8 -8 = -1

x2 = 3 - 25 -8 = 3 -5 -8 = -2 -8 = 0,25

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -1 ; 0,25 }

Bruchgleichung (quadr.) 2

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-8x x +3 -2 = -2x

Lösung einblenden

D=R\{ -3 }

- 8x x +3 -2 = -2x

Wir multiplizieren den Nenner x +3 weg!

- 8x x +3 -2 = -2x |⋅( x +3 )
- 8x x +3 · ( x +3 ) -2 · ( x +3 ) = -2x · ( x +3 )
-8x -2x -6 = -2 x ( x +3 )
-10x -6 = -2 x 2 -6x
-10x -6 = -2 x 2 -6x | +2 x 2 +6x
2 x 2 -4x -6 = 0 |:2

x 2 -2x -3 = 0

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

x1,2 = +2 ± ( -2 ) 2 -4 · 1 · ( -3 ) 21

x1,2 = +2 ± 4 +12 2

x1,2 = +2 ± 16 2

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

x2 = 2 - 16 2 = 2 -4 2 = -2 2 = -1

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -1 ; 3 }

Bruchgl. mit x-Potenzen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

1 = 7 x - 10 x 2

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x 2 weg!

1 = 7 x - 10 x 2 |⋅( x 2 )
1 · x 2 = 7 x · x 2 - 10 x 2 · x 2
x 2 = 7x -10
x 2 = 7x -10 | -7x +10

x 2 -7x +10 = 0

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

x1,2 = +7 ± ( -7 ) 2 -4 · 1 · 10 21

x1,2 = +7 ± 49 -40 2

x1,2 = +7 ± 9 2

x1 = 7 + 9 2 = 7 +3 2 = 10 2 = 5

x2 = 7 - 9 2 = 7 -3 2 = 4 2 = 2

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ 2 ; 5 }

doppelte Bruchgl. (quadr.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2x -8 + 4,5 x -4 = -2x

Lösung einblenden

D=R\{ 4 }

x 2x -8 + 4,5 x -4 = -2x
x 2( x -4 ) + 4,5 x -4 = -2x |(Nenner faktorisiert)

Wir multiplizieren den Nenner 2( x -4 ) weg!

x 2( x -4 ) + 4,5 x -4 = -2x |⋅( 2( x -4 ) )
x 2( x -4 ) · ( 2( x -4 ) ) + 4,5 x -4 · ( 2( x -4 ) ) = -2x · ( 2( x -4 ) )
x +9 = -4 x ( x -4 )
x +9 = -4 x 2 +16x
x +9 = -4 x 2 +16x | +4 x 2 -16x

4 x 2 -15x +9 = 0

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

x1,2 = +15 ± ( -15 ) 2 -4 · 4 · 9 24

x1,2 = +15 ± 225 -144 8

x1,2 = +15 ± 81 8

x1 = 15 + 81 8 = 15 +9 8 = 24 8 = 3

x2 = 15 - 81 8 = 15 -9 8 = 6 8 = 0,75

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ 0,75 ; 3 }

Bruchgleichung mit Parameter

Beispiel:

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

a + x = - 12 x

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

Lösung einblenden

D=R\{0}

a + x = - 12 x

Wir multiplizieren den Nenner x weg:

a + x = - 12 x |⋅x
a · x + x · x = - 12 x · x
a x + x 2 = -12
a x + x 2 +12 = 0
x 2 + a x +12 = 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 +12 = x² - (p+q)x + pq

Wir müssen jetzt also nur noch zwei ganze Zahlen finden, deren Produkt 12 ist, also z.B.:

Mit p = 2 und q = 6 würde es funktionieren, denn 2 · 6 = 12

Genauso muss dann auch a = -(p+q) gelten, also a = -( 2 +6 ) = -8

Zur Probe können wir ja noch mit a = -8 die quadratische Gleichung lösen, um zu überprüfen, ob die Lösungen wirklich ganzzahlig sind:

x 2 -8x +12 = 0

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

x1,2 = +8 ± ( -8 ) 2 -4 · 1 · 12 21

x1,2 = +8 ± 64 -48 2

x1,2 = +8 ± 16 2

x1 = 8 + 16 2 = 8 +4 2 = 12 2 = 6

x2 = 8 - 16 2 = 8 -4 2 = 4 2 = 2

L={ 2 ; 6 }