Aufgabenbeispiele von Bruchgleichungen

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Bruchgl. mit x-Potenzen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

0 = -1 + 4 x 2

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x 2 weg!

0 = -1 + 4 x 2 |⋅( x 2 )
0 = -1 · x 2 + 4 x 2 · x 2
0 = - x 2 +4
0 = - x 2 +4 |0 + x 2
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:

5 2 - 5 2 x = x -3

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x weg!

5 2 - 5 2 x = x -3 |⋅( x )
5 2 · x - 5 2 x · x = x · x -3 · x
5 2 x - 5 2 = x · x -3x
5 2 x - 5 2 = x 2 -3x |⋅ 2
2( 5 2 x - 5 2 ) = 2( x 2 -3x )
5x -5 = 2 x 2 -6x | -2 x 2 +6x

-2 x 2 +11x -5 = 0

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

x1,2 = -11 ± 11 2 -4 · ( -2 ) · ( -5 ) 2( -2 )

x1,2 = -11 ± 121 -40 -4

x1,2 = -11 ± 81 -4

x1 = -11 + 81 -4 = -11 +9 -4 = -2 -4 = 0,5

x2 = -11 - 81 -4 = -11 -9 -4 = -20 -4 = 5

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ 0,5 ; 5 }

Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

6x 3x -3 + 2x 3x -4 -6 = 0

Lösung einblenden

D=R\{ 4 3 ; 1 }

2x 3x -4 + 6x 3x -3 -6 = 0

Wir multiplizieren den Nenner 3x -4 weg!

2x 3x -4 + 6x 3x -3 -6 = 0 |⋅( 3x -4 )
2x 3x -4 · ( 3x -4 ) + 6x 3x -3 · ( 3x -4 ) -6 · ( 3x -4 ) = 0
2x + 6 x ( 3x -4 ) 3x -3 -18x +24 = 0
2x + 18 x 2 -24x 3x -3 -18x +24 = 0
18 x 2 -24x 3x -3 +2x -18x +24 = 0

Wir multiplizieren den Nenner 3x -3 weg!

18 x 2 -24x 3x -3 +2x -18x +24 = 0 |⋅( 3x -3 )
18 x 2 -24x 3x -3 · ( 3x -3 ) + 2x · ( 3x -3 ) -18x · ( 3x -3 ) + 24 · ( 3x -3 ) = 0
18 x 2 -24x +2 x ( 3x -3 )-18 x ( 3x -3 ) +72x -72 = 0
18 x 2 -24x + ( 6 x 2 -6x ) + ( -54 x 2 +54x ) +72x -72 = 0
-30 x 2 +96x -72 = 0
-30 x 2 +96x -72 = 0 |:6

-5 x 2 +16x -12 = 0

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

x1,2 = -16 ± 16 2 -4 · ( -5 ) · ( -12 ) 2( -5 )

x1,2 = -16 ± 256 -240 -10

x1,2 = -16 ± 16 -10

x1 = -16 + 16 -10 = -16 +4 -10 = -12 -10 = 1,2

x2 = -16 - 16 -10 = -16 -4 -10 = -20 -10 = 2

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ 1,2 ; 2 }

Bruchgleichung mit Parameter

Beispiel:

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

x -3 = - a x

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

Lösung einblenden

D=R\{0}

x -3 = - a x

Wir multiplizieren den Nenner x weg:

x -3 = - a x |⋅x
x · x -3 · x = - a x · x
x 2 -3x = - a
x 2 -3x + a = 0
x 2 -3x + a = 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 -3x + a = x² - (p+q)x + pq

Wir müssen jetzt also nur noch zwei ganze Zahlen finden, deren Summe das Negative von -3 ist, also z.B.:

Mit p = 2 und q = 1 würde es funktionieren, denn -( 2 +1 ) = -3

Genauso muss dann auch a = p⋅q gelten, also a = 2 · 1 = 2

Zur Probe können wir ja noch mit a = 2 die quadratische Gleichung lösen, um zu überprüfen, ob die Lösungen wirklich ganzzahlig sind:

x 2 -3x +2 = 0

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

x1,2 = +3 ± ( -3 ) 2 -4 · 1 · 2 21

x1,2 = +3 ± 9 -8 2

x1,2 = +3 ± 1 2

x1 = 3 + 1 2 = 3 +1 2 = 4 2 = 2

x2 = 3 - 1 2 = 3 -1 2 = 2 2 = 1

L={ 1 ; 2 }