Aufgabenbeispiele von Bruchgleichungen

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Bruchgl. mit x-Potenzen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

0 = - 1 x 2 + 9 x 3 - 18 x 4

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x 4 weg!

0 = - 1 x 2 + 9 x 3 - 18 x 4 |⋅( x 4 )
0 = - 1 x 2 · x 4 + 9 x 3 · x 4 - 18 x 4 · x 4
0 = - x 2 +9x -18
0 = - x 2 +9x -18 | + x 2 -9x +18

x 2 -9x +18 = 0

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

x1,2 = +9 ± ( -9 ) 2 -4 · 1 · 18 21

x1,2 = +9 ± 81 -72 2

x1,2 = +9 ± 9 2

x1 = 9 + 9 2 = 9 +3 2 = 12 2 = 6

x2 = 9 - 9 2 = 9 -3 2 = 6 2 = 3

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ 3 ; 6 }

Bruchgleichung (quadr.) 1

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-1 - 4 x = x +4

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x weg!

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

- x 2 -5x -4 = 0

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

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

x1,2 = +5 ± 25 -16 -2

x1,2 = +5 ± 9 -2

x1 = 5 + 9 -2 = 5 +3 -2 = 8 -2 = -4

x2 = 5 - 9 -2 = 5 -3 -2 = 2 -2 = -1

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -4 ; -1 }

Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4x x -1 -2 = 0

Lösung einblenden

D=R\{ 1 }

Wir multiplizieren den Nenner x -1 weg!

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

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -1 }

Bruchgleichung mit Parameter

Beispiel:

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

a + x = 15 x

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

Lösung einblenden

D=R\{0}

a + x = 15 x

Wir multiplizieren den Nenner x weg:

a + x = 15 x |⋅x
a · x + x · x = 15 x · x
a x + x 2 = 15
a x + x 2 -15 = 0
x 2 + a x -15 = 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 -15 = x² - (p+q)x + pq

Wir müssen jetzt also nur noch zwei ganze Zahlen finden, deren Produkt -15 ist, also z.B.:

Mit p = 3 und q = -5 würde es funktionieren, denn 3 · ( -5 ) = -15

Genauso muss dann auch a = -(p+q) gelten, also a = -( 3 -5 ) = 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 +2x -15 = 0

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

x1,2 = -2 ± 2 2 -4 · 1 · ( -15 ) 21

x1,2 = -2 ± 4 +60 2

x1,2 = -2 ± 64 2

x1 = -2 + 64 2 = -2 +8 2 = 6 2 = 3

x2 = -2 - 64 2 = -2 -8 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; 3 }