Lösungswege Mathematik Oberstufe 7, Schülerbuch

9 Gleichungen höheren Grades > Lösen durch Herausheben und durch Substitution Horner’sche Regel ​a ​n ​− ​b ​n ​= ​(a − b) ​· ​(​a ​n−1 ​+ ​a ​n−2 ​·b + ​a​n−3 ​· ​b ​2 ​+…+​a​2 ​· ​b ​n−3 ​+ a·​b​n−2 ​+ ​b ​n−1​)​ ​a, b ∈ ℝ, n ∈ ℕ \ ​{0}​ Löse die Gleichung ​x​3 ​− 8 = 0 in ℝ​. Nach der Regel von Horner gilt: ​x ​3 ​− 8 = ​x ​3 ​− ​2 ​3 ​= ​(x − 2) ​· ​(​x ​2 ​+ x·2 + ​2​2​) ​= ​(x − 2) ​· ​(​x ​2 ​+ 2 x + 4)​. Wegen des Produkt-Null-Satzes gilt für die Gleichung ​(x − 2) ​· ​(​x ​2 ​+ 2 x + 4) ​= 0​: x​ − 2 = 0​oder ​x​2 ​+ 2 x + 4 = 0 → ​x ​ 1 ​= 2​oder ​x​2,3 ​= − 1 ± ​ 9 _1 − 4 ​= − 1 ± ​9 _ − 3 ​∉ ℝ​. Die Lösungsmenge lautet: L​ = ​{2}.​ Zeige, dass die Gleichung nur eine reelle Lösung besitzt. a) ​x ​3 ​− 27 = 0​ c) ​x ​3 ​− 125 = 0​ e) ​x ​3 ​+ ​1 _ 8 ​= 0​ b) ​x ​3 ​− 64 = 0​ d) ​x ​3 ​+ 1 = 0​ f) ​x ​3 ​+ ​1 _ 27 ​= 0​ Tipp: Beachte, dass ​x​3 ​+1=​x​3 ​− ​(− 1) ​3​ gilt. Zeige durch Ausmultiplizieren die Gültigkeit der Horner’schen Regel in ​ℝ​. Löse die Gleichung in ​ℝ ​mithilfe der binomischen Formel und der Horner’schen Regel. a) ​x ​6 ​− 1 = 0​ b) ​x ​6 ​− 64 = 0​ c) ​x ​6 ​− 729 = 0​ d) ​x ​6 ​− 4 096 = 0​ Tipp: x​ ​6 ​− 1 = ​(​x ​3 ​− 1) ​​(​x ​3 ​+ 1)​ Faktorisieren Geogebra: Faktorisiere(Term) Faktorisiere(​x​2 ​− 9​) (x + 3) (x – 3) Casio: factor(Term) factor (x2 – 64) (x – 8) (x + 8) TI-Nspire: factor(Term) factor(​x​4 ​− 16​) (x + 2) (x – 2) (x2 + 4) Wenn möglich, können auch mehrgliedrige Terme herausgehoben und danach die binomischen Formeln, die Horner’sche Regel bzw. die Lösungsformel für quadratische Gleichungen angewendet werden. Löse die Gleichung ​(​x ​2 ​− 1) ​​(​x ​2 ​− 1) ​− 15 ​(​x ​2 ​− 1) ​= 0​in der Menge der reellen Zahlen. Hebe den Faktor ​x​2 ​− 1​heraus: ​(​x ​2 ​− 1) ​​(​x ​2 ​− 1 − 15) ​= ​(​x ​2 ​− 1) ​​(​x ​2 ​− 16) ​= 0​. Nach dem Produkt-Null-Satz gilt: ​x​2 ​− 1 = 0​oder ​x​2 ​− 16 = 0.​ Die Lösungen der beiden Gleichungen lauten x​ ​1 ​= 1​, ​x​2 ​= − 1​, ​x ​3 ​= 4​, ​x​4 ​= − 4​. ​L = ​{4; − 1; 1; 4}​ Löse die Gleichung durch Faktorisieren in der Menge ​ℝ​. a) ​4 ​x ​2 ​(x − 2) ​− ​(x − 2) ​= 0​ d) ​(​x ​2 ​+ 2 x) ​​(​x ​2 ​− 4) ​= 15 ​(​x ​2 ​− 4)​ b) 2​ 5 ​x ​2 ​(x + 1) ​− ​(x + 1) ​= 0​ e) ​(​x ​2 ​− 1) ​​(​x ​2 ​+ x) ​− 20 ​(​x ​2 ​− 1) ​= 0​ c) x​ ​2 ​(x − 5) ​= 3 x ​(x − 5)​ f) ​(​x ​2 ​− 3 x − 40) ​​(​x ​2 ​+ 50) ​= 2 x ​(​x ​2 ​− 3 x − 40)​ Merke Muster 8‌ t 9‌ 10‌ t 11‌ Technologie Muster 12‌ t 13‌ Ó Arbeitsblatt Lösen von Gleichungen wm7rv2 Ó Technologie Anleitung Faktorisieren 26qp57 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

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