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Substitution


Von Legacy 1.3.2014, 20:46:06

Titel

Substitution

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Als Substitution bezeichnet man, wenn in einem Term ein Teil (das  x2  in  3x2+2)\left(\mathrm{das}\;x^2\;\mathrm{in}\;3x^2+2\right) durch einen neuen Term (z.B. "z") ersetzt wird. In vielen Fällen kann man durch eine Substitution ein Problem vereinfachen, weil nach dem Ersetzen ein Verfahren wie z. B. die Mitternachtsformel angewendet werden kann.

 

 

 

Als Resubstitution bezeichnet man das Rückgängigmachen dieses Vorgangs. Hat man z.B. in einem Term x mit t-1 substituiert, so ist die Substitution von t durch x+1 die Rücksubstitution (die Gleichung x=t-1 kann man zu  t=x+1 umformen)

Beispiel

Gegeben ist die Gleichung

 

x43x2+2=0x^4-3x^2+2=0

Diese Gleichung lässt sich lösen, indem man x2x^2 durch z ersetzt (substituiert).

 

Da x4=(x2)2        Substitution:  x4  wird  zu  z2x^4=\left(x^2\right)^2\;\;\Rightarrow\;\;\mathrm{Substitution}:\;x^4\;\mathrm{wird}\;\mathrm{zu}\;z^2

z23z+2=0z^2-3z+2=0

Bestimme die Lösungen der Gleichung mithilfe der Mitternachtsformel oder dem Satz von Vieta .

z1=1z_1=1   und  z2=2z_2=2

Resubstitution: …

Da wir x2=zx^2=z = (also x=±zx=\pm\sqrt z ) gesetzt hatten können wir die vier Lösungen der ursprünglichen Gleichung bestimmen:

 

x1=1=1x2=1=1x3=2x4=2\def\arraystretch{1.25} \begin{array}{l}x_1=\sqrt1=1\\x_2=-\sqrt1=-1\\x_3=\sqrt2\\x_4=-\sqrt2\end{array}

 

 

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