Aufgabenbeispiele von quadratisch

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einfache Bruchgl. (quadr.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

- 12 x = -3x

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x weg!

- 12 x = -3x |⋅( x )
- 12 x · x = -3x · x
-12 = -3 x · x
-12 = -3 x 2
-12 = -3 x 2 | +12 +3 x 2
3 x 2 = 12 |:3
x 2 = 4 | 2
x1 = - 4 = -2
x2 = 4 = 2

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -2 ; 2 }

Bruchgleichung (quadr.) 1

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-22x +14 3x = x -1

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner 3x weg!

-22x +14 3x = x -1 |⋅( 3x )
-22x +14 3x · 3x = x · 3x -1 · 3x
-22x +14 = 3 x · x -3x
-22x +14 = 3 x 2 -3x | -3 x 2 +3x

-3 x 2 -19x +14 = 0

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

x1,2 = +19 ± ( -19 ) 2 -4 · ( -3 ) · 14 2( -3 )

x1,2 = +19 ± 361 +168 -6

x1,2 = +19 ± 529 -6

x1 = 19 + 529 -6 = 19 +23 -6 = 42 -6 = -7

x2 = 19 - 529 -6 = 19 -23 -6 = -4 -6 = 2 3 ≈ 0.67

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -7 ; 2 3 }

Bruchgleichung (quadr.) 2

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 = - -20 2x -2 - x

Lösung einblenden

D=R\{ 1 }

2 = 20 2x -2 - x

Wir multiplizieren den Nenner 2x -2 weg!

2 = 20 2x -2 - x |⋅( 2x -2 )
2 · ( 2x -2 ) = 20 2x -2 · ( 2x -2 ) -x · ( 2x -2 )
2( 2x -2 ) = 20 - x ( 2x -2 )
4x -4 = 20 - x ( 2x -2 )
4x -4 = -2 x 2 +2x +20
4x -4 = -2 x 2 +2x +20 | +2 x 2 -2x -20
2 x 2 +2x -24 = 0 |:2

x 2 + x -12 = 0

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

x1,2 = -1 ± 1 2 -4 · 1 · ( -12 ) 21

x1,2 = -1 ± 1 +48 2

x1,2 = -1 ± 49 2

x1 = -1 + 49 2 = -1 +7 2 = 6 2 = 3

x2 = -1 - 49 2 = -1 -7 2 = -8 2 = -4

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -4 ; 3 }

Bruchgl. mit x-Potenzen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

1 - 14 x = - 48 x 2

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x 2 weg!

1 - 14 x = - 48 x 2 |⋅( x 2 )
1 · x 2 - 14 x · x 2 = - 48 x 2 · x 2
x 2 -14x = -48
x 2 -14x = -48 | +48

x 2 -14x +48 = 0

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

x1,2 = +14 ± ( -14 ) 2 -4 · 1 · 48 21

x1,2 = +14 ± 196 -192 2

x1,2 = +14 ± 4 2

x1 = 14 + 4 2 = 14 +2 2 = 16 2 = 8

x2 = 14 - 4 2 = 14 -2 2 = 12 2 = 6

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ 6 ; 8 }

doppelte Bruchgl. (quadr.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3x = - x 3x +12 - -92 6x +24

Lösung einblenden

D=R\{ -4 }

3x = - x 3x +12 + 92 6x +24

Wir multiplizieren den Nenner 3x +12 weg!

3x = - x 3x +12 + 92 6x +24 |⋅( 3x +12 )
3x · ( 3x +12 ) = - x 3x +12 · ( 3x +12 ) + 92 6( x +4 ) · ( 3( x +4 ) )
3 x ( 3x +12 ) = -x +46
3 x · 3x +3 x · 12 = -x +46
9 x · x +36x = -x +46
9 x 2 +36x = -x +46
9 x 2 +36x = -x +46 | + x -46

9 x 2 +37x -46 = 0

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

x1,2 = -37 ± 37 2 -4 · 9 · ( -46 ) 29

x1,2 = -37 ± 1369 +1656 18

x1,2 = -37 ± 3025 18

x1 = -37 + 3025 18 = -37 +55 18 = 18 18 = 1

x2 = -37 - 3025 18 = -37 -55 18 = -92 18 = - 46 9 ≈ -5.11

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ - 46 9 ; 1 }

Bruchgleichung mit Parameter

Beispiel:

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

24 x + x = - a

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

Lösung einblenden

D=R\{0}

24 x + x = - a

Wir multiplizieren den Nenner x weg:

24 x + x = - a |⋅x
24 x · x + x · x = - a · x
24 + x 2 = - a x
24 + x 2 + a x = 0
x 2 + a x +24 = 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 +24 = x² - (p+q)x + pq

Wir müssen jetzt also nur noch zwei ganze Zahlen finden, deren Produkt 24 ist, also z.B.:

Mit p = 2 und q = 12 würde es funktionieren, denn 2 · 12 = 24

Genauso muss dann auch a = -(p+q) gelten, also a = -( 2 +12 ) = -14

Zur Probe können wir ja noch mit a = -14 die quadratische Gleichung lösen, um zu überprüfen, ob die Lösungen wirklich ganzzahlig sind:

x 2 -14x +24 = 0

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

x1,2 = +14 ± ( -14 ) 2 -4 · 1 · 24 21

x1,2 = +14 ± 196 -96 2

x1,2 = +14 ± 100 2

x1 = 14 + 100 2 = 14 +10 2 = 24 2 = 12

x2 = 14 - 100 2 = 14 -10 2 = 4 2 = 2

L={ 2 ; 12 }