Aufgabenbeispiele von vermischte Gleichungen

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Schnittpunkte berechnen

Beispiel:

Gegegben sind die Funktionen f und g mit f(x)= x 4 und g(x)=0. Bestimme die Schnittpunkte der Graphen.

Lösung einblenden

Um die Schnittpunkte zu berechnen, müssen wir einfach die beiden Funktionsterme gleichsetzen:

x 4 = 0 | 4
x = 0

L={0}

0 ist 4-fache Lösung!

Damit haben wir die Schnittstellen. Jetzt müssen wir die x-Werte nur noch in einen der beiden Funktionsterme einsetzen:

x1 = 0: f(0)=0 = 0 Somit gilt: S1(0|0)

Steigung gleichsetzen

Beispiel:

Bestimme alle Stellen, an denen die Tangenten an den Graph von f mit f(x)= 1 5 x 5 parallel zur Geraden y = 81x -4 sind.

Lösung einblenden

Für die Steigung der Geraden y = 81x -4 gilt m = 81

Die Steigungen der Tangenten an f können wir mit der Ableitungsfunktion f' berechnen.

f(x)= 1 5 x 5

f'(x)= x 4

Also muss gelten:

x 4 = 81 | 4
x1 = - 81 4 = -3
x2 = 81 4 = 3

L={ -3 ; 3 }

An diesen Stellen haben somit die Tangenten an f die Steigung 81 und sind somit parallel zur Geraden y = 81x -4 .

vermischte Gleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

( 3 e 4x -3 ) · ( x 2 -4 ) = 0

Lösung einblenden
( 3 e 4x -3 ) ( x 2 -4 ) = 0

Ein Produkt ist genau dann =0, wenn mindestens einer der beiden Faktoren =0 ist.

1. Fall:

3 e 4x -3 = 0 | +3
3 e 4x = 3 |:3
e 4x = 1 |ln(⋅)
4x = 0 |:4
x1 = 0 ≈ 0

2. Fall:

x 2 -4 = 0 | +4
x 2 = 4 | 2
x2 = - 4 = -2
x3 = 4 = 2

L={ -2 ; 0; 2 }

Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x x +2 + x 3x +8 + 3x -3x -8 = 0

Lösung einblenden

D=R\{ - 8 3 ; -2 }

x 3x +8 + x x +2 + 3x -3x -8 = 0

Wir multiplizieren den Nenner 3x +8 weg!

x 3x +8 + x x +2 + 3x -3x -8 = 0 |⋅( 3x +8 )
x 3x +8 · ( 3x +8 ) + x x +2 · ( 3x +8 ) + 3x -( 3x +8 ) · ( 3x +8 ) = 0
x + x ( 3x +8 ) x +2 -3x = 0
x + 3 x 2 +8x x +2 -3x = 0
3 x 2 +8x x +2 + x -3x = 0

Wir multiplizieren den Nenner x +2 weg!

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

Ein Produkt ist genau dann =0, wenn mindestens einer der beiden Faktoren =0 ist.

1. Fall:

x1 = 0

2. Fall:

x +4 = 0 | -4
x2 = -4

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -4 ; 0}

Gleichungen mit Polynomdivision

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 3 +2 x 2 +9x +18 = 0

Lösung einblenden

Die einzige und letzte Chance, die Lösungen von x 3 +2 x 2 +9x +18 = 0 zu bestimmen, ist mit Polynomdivision.
Das funktioniert aber nur, wenn wir eine ganzzahlige Lösung durch Ausprobieren finden.
Dazu testen wir alle Teiler (mit beiden Vorzeichen) des Absolutglieds 18 .

-2 ist eine Lösung, denn ( -2 ) 3 +2 ( -2 ) 2 +9( -2 ) +18 = 0.

Wir führen also eine Polynomdivison mit dem Divisor (x+2) durch.

( x 3 +2 x 2 +9x +18 ) : (x+2) = x 2 +0 +9
-( x 3 +2 x 2 )
0 +9x
-(0 0)
9x +18
-( 9x +18 )
0

es gilt also:

x 3 +2 x 2 +9x +18 = ( x 2 +0 +9 ) · ( x +2 )

( x 2 +0 +9 ) · ( x +2 ) = 0
( x 2 +9 ) ( x +2 ) = 0

Ein Produkt ist genau dann =0, wenn mindestens einer der beiden Faktoren =0 ist.

1. Fall:

x 2 +9 = 0 | -9
x 2 = -9 | 2

Diese Gleichung hat keine (reele) Lösung!


2. Fall:

x +2 = 0 | -2
x1 = -2

L={ -2 }

Betragsgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

- | -4x +12 | -7 = 1

Lösung einblenden
- | -4x +12 | -7 = 1
-7 - | -4x +12 | = 1 | +7
- | -4x +12 | = 8 |: ( -1 )
| -4x +12 | = -8

Da der Betrag links immer ≥ 0 sein muss, rechts aber eine negative Zahl steht, hat diese Gleichung keine Lösung!

L={}