Lösungswege Mathematik Oberstufe 7, Schülerbuch

8 Gleichungen höheren Grades > Lösen durch Herausheben und durch Substitution 1 Herausheben (Faktorisieren) Das Lösen durch Herausheben der Variable ist nur dann möglich, wenn a​ ​0​null ist. Löse die Gleichung ​x​3 ​+ 4 ​x​2 ​− 45 x = 0​in der Menge der reellen Zahlen. Hebe die Variable heraus: x​ · ​(​x ​2 ​+ 4 x − 45)​ = 0​. Das Produkt ist genau dann 0, wenn mindestens einer der beiden Faktoren 0 ist (ProduktNull-Satz). D. h.: ​x​1​= 0​oder ​x​ 2 ​+ 4 x − 45 = 0.​ ​x ​2,3​ = − ​ 4 _ 2 ​± ​9 _​ ( ​4 _ 2​) ​ 2 ​+ 45​= − 2 ± ​9 _4 + 45​= − 2 ± ​9 _ 49 ​ = − 2 ± 7​ Die Lösungen lauten: ​x​1​ = 0 ​ ​x ​2​ = 5 ​ ​x ​3​ = − 9​ ​L=​{− 9; 0; 5}​ Löse die Gleichung in ​ℝ ​durch Herausheben. a) ​x ​3 ​+ 9 ​x​2 ​+ 14 x = 0​ d) ​2 ​x ​3 ​+ 3 ​x​2 ​− 5 x = 0​ g) ​3 ​x ​4 ​− 30 ​x ​3 ​= 0​ j) ​4 ​x ​5​= 5 ​x​4​ b) x​ ​3 ​+ 3 ​x​2 ​− 88 x = 0​ e) ​6 ​x ​4 ​+ ​x ​3 ​− ​x ​2 ​= 0​ h) ​2 ​x ​4 ​− 18 ​x ​3 ​= 0​ k) ​3 ​x ​5​= 12 ​x​3​ c) ​x ​3 ​− 8 ​x ​2 ​+ 16 x = 0​ f) ​x ​4 ​+ 14 ​x​3 ​+ 49 ​x​2 ​= 0​ i) ​2 ​x ​5 ​+ 6 ​x​4 ​= 0​ l) x​ ​6 ​− 49 ​x ​4 ​= 0​ Lösen von Gleichungen Geogebra: Löse(Gleichung, Variable) ​Löse​( ​​x ​3 ​+ 3 ​x​2 ​– 4x = 0,x​)​ ​{x​ = − 4, x = 0, x = 1​}​ Casio: solve(Gleichung, Variable) solve(4 x2 + x – 5 = 0, x) ​{x​ = − ​5 _ 4​, x = 1​}​ TI-Nspire: solve(Gleichung, Variable) solve(4 x2 + x – 5 = 0, x) ​{x​ = − ​5 _ 4​, x = 1​}​ Neben dem Herausheben der Variablen wird oft auch die binomische Formel ​a ​2 ​− ​b ​2 ​= ​(a + b) ​· ​(a − b) ​zum Faktorisieren verwendet. Löse die Gleichung a) ​x ​2 ​− 144 = 0​ b) ​x ​4 ​− 16 = 0​in ​ℝ​. Durch Anwenden der binomischen Formel lässt sich der Term der Gleichung in ein Produkt zerlegen und der Produkt-Null-Satz anwenden. a) ​x ​2 ​− 144 = 0 → ​(x − 12) ​​(x + 12) ​= 0 → x − 12 = 0​oder x​ + 12 = 0 → ​x ​ 1 ​= 12, ​x​2 ​= − 12​ Die Lösungsmenge ist L​ = ​{− 12; 12}.​ b) Anwenden der binomischen Formel: x​ ​4 ​− 16 = ​(​x ​2 ​− 4) ​· ​(​x ​2 ​+ 4)​= 0​ ​x​2 ​− 4 = 0​oder ​x​2 ​+ 4 = 0 → ​x ​2​= 4​oder ​x​2​ = − 4 → ​x ​ 1,2​= ± 2​oder ​x​3,4​ = ± ​ 9 _ − 4 ​∉ ℝ​ Die Lösungsmenge ist L​ = ​{− 2; 2}.​ Löse die Gleichung durch Faktorisieren mit der binomischen Formel in ​ℝ​. a) ​x ​2 ​− 4 = 0​ c) ​x ​2 ​− 49 = 0​ e) ​x ​4 ​− ​1 _ 16 ​= 0​ b) ​x ​2 ​− 9 = 0​ d) ​x ​4 ​− 144 = 0​ f) ​x ​4 ​− ​1 _ 100 ​= 0​ Löse die Gleichung mit Technologie. a) ​x ​4 ​− 81 = 0​ b) ​x ​4 ​− 256 = 0​ c) ​x ​6 ​− 1 = 0​ d) ​x ​6 ​− 64 = 0​ Auch die Horner’sche Regel (benannt nach William George Horner, 1786 –1837, einem englischen Mathematiker und Pädagogen) für Terme der Form a​ ​n ​− ​b ​n​ (​n ∈ ℕ \ ​{0}​) kann zum Faktorisieren verwendet werden. Muster 3‌ t 4‌ Technologie Muster 5‌ t 6‌ 7‌ Ó Technologie Anleitung Lösen von Gleichungen 26ne7w Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

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