Aufgabenbeispiele von Bruchgleichungen

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Bruchgl. mit x-Potenzen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

0 = -1 + 14 x - 40 x 2

Lösung einblenden

D=R\{0}

Wir multiplizieren den Nenner x 2 weg!

0 = -1 + 14 x - 40 x 2 |⋅( x 2 )
0 = -1 · x 2 + 14 x · x 2 - 40 x 2 · x 2
0 = - x 2 +14x -40
0 = - x 2 +14x -40 | + x 2 -14x +40

x 2 -14x +40 = 0

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

x1,2 = +14 ± ( -14 ) 2 -4 · 1 · 40 21

x1,2 = +14 ± 196 -160 2

x1,2 = +14 ± 36 2

x1 = 14 + 36 2 = 14 +6 2 = 20 2 = 10

x2 = 14 - 36 2 = 14 -6 2 = 8 2 = 4

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ 4 ; 10 }

Bruchgleichung (quadr.) 1

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

7x +18 x +4 = x

Lösung einblenden

D=R\{ -4 }

Wir multiplizieren den Nenner x +4 weg!

7x +18 x +4 = x |⋅( x +4 )
7x +18 x +4 · ( x +4 ) = x · ( x +4 )
7x +18 = x ( x +4 )
7x +18 = x 2 +4x
7x +18 = x 2 +4x | - x 2 -4x

- x 2 +3x +18 = 0

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

x1,2 = -3 ± 3 2 -4 · ( -1 ) · 18 2( -1 )

x1,2 = -3 ± 9 +72 -2

x1,2 = -3 ± 81 -2

x1 = -3 + 81 -2 = -3 +9 -2 = 6 -2 = -3

x2 = -3 - 81 -2 = -3 -9 -2 = -12 -2 = 6

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -3 ; 6 }

Bruchgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x +2 3x +10 + 4x 2x +4 -5 = 0

Lösung einblenden

D=R\{ -2 ; - 10 3 }

4x 2x +4 + x +2 3x +10 -5 = 0
4x 2( x +2 ) + x +2 3x +10 -5 = 0 |(Nenner faktorisiert)

Wir multiplizieren den Nenner x +2 weg!

4x 2( x +2 ) + x +2 3x +10 -5 = 0 |⋅( x +2 )
4x 2( x +2 ) · ( x +2 ) + x +2 3x +10 · ( x +2 ) -5 · ( x +2 ) = 0
2x + ( x +2 ) ( x +2 ) 3x +10 -5x -10 = 0
2x + x 2 +4x +4 3x +10 -5x -10 = 0
x 2 +4x +4 3x +10 +2x -5x -10 = 0

Wir multiplizieren den Nenner 3x +10 weg!

x 2 +4x +4 3x +10 +2x -5x -10 = 0 |⋅( 3x +10 )
x 2 +4x +4 3x +10 · ( 3x +10 ) + 2x · ( 3x +10 ) -5x · ( 3x +10 ) -10 · ( 3x +10 ) = 0
x 2 +4x +4 +2 x ( 3x +10 )-5 x ( 3x +10 ) -30x -100 = 0
x 2 +4x +4 + ( 6 x 2 +20x ) + ( -15 x 2 -50x ) -30x -100 = 0
-8 x 2 -56x -96 = 0
-8 x 2 -56x -96 = 0 |:8

- x 2 -7x -12 = 0

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

x1,2 = +7 ± ( -7 ) 2 -4 · ( -1 ) · ( -12 ) 2( -1 )

x1,2 = +7 ± 49 -48 -2

x1,2 = +7 ± 1 -2

x1 = 7 + 1 -2 = 7 +1 -2 = 8 -2 = -4

x2 = 7 - 1 -2 = 7 -1 -2 = 6 -2 = -3

(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).

L={ -4 ; -3 }

Bruchgleichung mit Parameter

Beispiel:

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

18 x + x = - a

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

Lösung einblenden

D=R\{0}

18 x + x = - a

Wir multiplizieren den Nenner x weg:

18 x + x = - a |⋅x
18 x · x + x · x = - a · x
18 + x 2 = - a x
18 + x 2 + a x = 0
x 2 + a x +18 = 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 +18 = x² - (p+q)x + pq

Wir müssen jetzt also nur noch zwei ganze Zahlen finden, deren Produkt 18 ist, also z.B.:

Mit p = 2 und q = 9 würde es funktionieren, denn 2 · 9 = 18

Genauso muss dann auch a = -(p+q) gelten, also a = -( 2 +9 ) = -11

Zur Probe können wir ja noch mit a = -11 die quadratische Gleichung lösen, um zu überprüfen, ob die Lösungen wirklich ganzzahlig sind:

x 2 -11x +18 = 0

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

x1,2 = +11 ± ( -11 ) 2 -4 · 1 · 18 21

x1,2 = +11 ± 121 -72 2

x1,2 = +11 ± 49 2

x1 = 11 + 49 2 = 11 +7 2 = 18 2 = 9

x2 = 11 - 49 2 = 11 -7 2 = 4 2 = 2

L={ 2 ; 9 }