Löse die folgenden Wurzelgleichungen.
2xâ1â+3x+1â=9x+4â
1. Definitionsbereiche fĂŒr die Wurzeln bestimmen
Der Definitionsbereich einer Funktion umfasst die Menge der Zahlen, die in die Funktion eingesetzt werden dĂŒrfen. Unter geraden Wurzeln darf kein negativer Radikand stehen, d.h. der Radikand muss gröĂer oder gleich null sein.
Die erste Wurzel: 2xâ1â
PrĂŒfe, wann der Radikand 2xâ1 gröĂer oder gleich null ist.
2xâ1 â„ 0 +1 â Löse nach x auf.
2x â„ 1 :2 x â„ 21â Die zweite Wurzel: 3x+1â
PrĂŒfe, wann der Radikand 3x+1 gröĂer oder gleich null ist.
3x+1 â„ 0 â1 â Löse nach x auf.
3x â„ â1 :3 x â„ â31â Die dritte Wurzel: 9x+4â
PrĂŒfe, wann der Radikand 9x+4 gröĂer oder gleich null ist.
9x+4 â„ 0 â4 â Löse nach x auf.
9x â„ â4 :9 x â„ â94â Der gemeinsame GĂŒltigkeitsbereich fĂŒr die Wurzeln kann an der Zahlengeraden veranschaulicht werden. Der Bereich, indem sich die drei Strahlen ĂŒberschneiden, ist der Definitionsbereich (GĂŒltigkeitsbereich) fĂŒr die Wurzelgleichung.
Ab xâ„21â ĂŒberschneiden sich die drei GĂŒltigkeitsbereiche fĂŒr die Wurzeln.
Der Definitionsbereich (GĂŒltigkeitsbereich) fĂŒr die Wurzelgleichung
xâ„21â2xâ1âââ+xâ„â31â3x+1âââ=xâ„â94â9x+4âââ ist dann:
D={xâRâŁxâ„21â}Alle Umformungen erfolgen nun unter der allgemeinen Annahme, dass xâ„21â ist.
2. Beseitigung der Wurzeln durch Quadrieren
2xâ1â+3x+1â = 9x+4â ()2 â Beseitige die Wurzeln durch Quadrieren. Denke daran, auf der linken Seite eine binomische Formel anzuwenden.
2xâ1+2â 2xâ1ââ 3x+1â+3x+1 = 9x+4 â Fasse die Terme auf der linken Seite zusammen.
5x+2â (2xâ1)â (3x+1)â = 9x+4 â5x â Der Wurzelterm muss allein auf einer Seite stehen.
2â (2xâ1)â (3x+1)â = 4x+4 :2 (2xâ1)â (3x+1)â = 2x+2 Du hast erneut eine Wurzelgleichung erhalten, die durch nochmaliges Quadrieren gelöst werden kann.
(2xâ1)â (3x+1)â = 2x+2 ()2 â Beseitige die Wurzel durch Quadrieren.
(2xâ1)â (3x+1) = (2x+2)2 â Klammern ausrechnen und Binomische Formel anwenden.
6x2+2xâ3xâ1 = 4x2+8x+4 â4x2â8xâ4 â Bringe alle Terme auf eine Seite.
2x2â9xâ5 = 0 3. Erhaltene Gleichung lösen
Du hast eine quadratische Gleichung 2x2â9xâ5=0 erhalten. Diese kannst du mit der Mitternachtsformel (abc-Formel) oder pq-Formel lösen.
Hier erfolgt die Lösung mit der Mitternachtsformel.
Lies die Werte fĂŒr a, b und c ab und setze sie in die Formel ein:
a=2, b=â9 und c=â5
x1,2â = 2aâb±b2â4acââ â Setze a=2, b=â9 und c=â5 ein.
= 2â 2â(â9)±(â9)2â4â 2â (â5)ââ â Vereinfache.
= 49±81+40ââ = 49±121ââ â Ziehe die Wurzel.
= 49±11â Du hast die Lösung x1,2â=49±11â erhalten.
Dann folgt:
x1â=49â11â=â42â=â21â und x2â=49+11â=420â=5
Die Lösung x=â21â liegt nicht im Definitionsbereich fĂŒr die Wurzelgleichung, d.h. diese Lösung entfĂ€llt. x=5 liegt im Definitionsbereich fĂŒr die Wurzelgleichung
4. Probe fĂŒr die erhaltene Lösung durchfĂŒhren
Probe fĂŒr x=5:
Setze x=5 in die Wurzelgleichung 2xâ1â+3x+1â=9x+4â ein:
2â 5â1â+3â 5+1â = 9â 5+4â â Fasse zusammen
9â+16â = 49â â Ziehe die Wurzeln
3+4 = 7 7 = 7â Du hast eine wahre Aussage erhalten. Somit ist x=5 Lösung der Wurzelgleichung.
5. Lösungsmenge angeben
L={5}Hast du eine Frage oder Feedback?
Folgende Schritte sind erforderlich:
Definitionsbereich fĂŒr die Wurzel bestimmen
Ist nur eine Wurzel vorhanden, dann muss diese Wurzel auf eine Seite der Gleichung gebracht werden
EnthÀlt die Gleichung neben anderen Gliedern mehrere Wurzeln, so ist mehrfaches Quadrieren notwendig
Beseitigung der Wurzel durch Quadrieren
Erhaltene Gleichung lösen
Probe fĂŒr alle erhaltenen Lösungen durchfĂŒhren
Lösungsmenge angeben
Anmerkung: Das Quadrieren ist keine Ăquivalenzumformung. Durch das Quadrieren können zusĂ€tzliche Lösungen erzeugt werden. Es gehen aber keine Lösungen verloren. Deshalb ist unbedingt eine Probe erforderlich.
x+8ââx+3â=xâ
1. Definitionsbereiche fĂŒr die Wurzeln bestimmen
Der Definitionsbereich einer Funktion umfasst die Menge der Zahlen, die in die Funktion eingesetzt werden dĂŒrfen. Unter geraden Wurzeln darf kein negativer Radikand stehen, d.h. der Radikand muss gröĂer oder gleich null sein.
Die erste Wurzel: x+8â
PrĂŒfe, wann der Radikand x+8 gröĂer oder gleich null ist.
x+8 â„ 0 â8 x â„ â8 Die zweite Wurzel: x+3â
PrĂŒfe, wann der Radikand x+3 gröĂer oder gleich null ist.
x+3 â„ 0 â3 x â„ â3 Die dritte Wurzel: xâ
Hier muss xâ„0 sei n.
Der gemeinsame GĂŒltigkeitsbereich fĂŒr die drei Wurzeln kann an der Zahlengeraden veranschaulicht werden. Der Bereich, indem sich die drei Strahlen ĂŒberschneiden, ist der Definitionsbereich (GĂŒltigkeitsbereich) fĂŒr die Wurzelgleichung.
Ab xâ„0 ĂŒberschneiden sich die drei GĂŒltigkeitsbereiche fĂŒr die Wurzeln.
FĂŒr die Wurzelgleichung xâ„â8x+8ââââxâ„â3x+3âââ=xâ„0xâââ gilt dann:
D={xâRâŁxâ„0}Alle Umformungen erfolgen nun unter der allgemeinen Annahme, dass xâ„0 ist.
2. Beseitigung der Wurzeln durch Quadrieren
x+8ââx+3â = xâ ()2 â Beseitige die Wurzeln durch Quadrieren.
x+8â2â x+8ââ x+3â+x+3 = x â Fasse zusammen.
2x+11â2â (x+8)â (x+3)â = x âx+2â (x+8)â (x+3)â â Der Wurzelterm muss allein auf einer Seite stehen.
x+11 = 2â (x+8)â (x+3)â Du hast erneut eine Wurzelgleichung erhalten, die durch nochmaliges Quadrieren gelöst werden kann.
x+11 = 2â (x+8)â (x+3)â ()2 â Beseitige die Wurzel durch Quadrieren.
(x+11)2 = 4â (x+8)â (x+3) â Klammern ausrechnen und Binomische Formel anwenden.
x2+22x+121 = 4â (x2+3x+8x+24) â Zusammenfassen und Klammer auflösen.
x2+22x+121 = 4x2+44x+96 âx2â22xâ121 â Alle Terme auf eine Seite bringen.
0 = 3x2+22xâ25 3. Erhaltene Gleichung lösen
Du hast eine quadratische Gleichung 3x2+22xâ25=0 erhalten. Diese kannst du mit der Mitternachtsformel (abc-Formel) oder pq-Formel lösen.
Hier erfolgt die Lösung mit der Mitternachtsformel.
Lies die Werte fĂŒr a, b und c ab und setze sie in die Formel ein:
a=3, b=22 und c=â25
x1,2â = 2aâb±b2â4acââ â Setze a=3, b=22 und c=â25 ein.
= 2â 3â22±222â4â 3â (â25)ââ â Vereinfache.
= 6â22±484+300ââ = 6â22±784ââ â Ziehe die Wurzel.
= 6â22±28â Du hast die Lösung x1,2â=6â22±28â erhalten. Dann folgt:
x1â=6â22â28â=â650â=â325â und x2â=6â22+28â=66â=1
Die Lösung x1â=â325â liegt nicht im Definitionsbereich D={xâRâŁxâ„0} fĂŒr die Wurzelgleichung, d.h. diese Lösung entfĂ€llt.
x2â=1 liegt im Definitionsbereich fĂŒr die Wurzelgleichung.
4. Probe fĂŒr die erhaltene Lösung durchfĂŒhren
Probe fĂŒr x=1:
Setze x=1 in die Wurzelgleichung x+8ââx+3â=xâ ein:
1+8ââ1+3â = 1â â Fasse zusammen.
9ââ4â = 1â â Ziehe die Wurzeln.
3â2 = 1 1 = 1â Du hast eine wahre Aussage erhalten. Somit ist x=1 Lösung der Wurzelgleichung.
5. Lösungsmenge angeben
L={1}Hast du eine Frage oder Feedback?
Folgende Schritte sind erforderlich:
Definitionsbereich fĂŒr die Wurzel bestimmen
Ist nur eine Wurzel vorhanden, dann muss diese Wurzel auf eine Seite der Gleichung gebracht werden
AnhÀlt die Gleichung neben anderen Gliedern mehrere Wurzeln, so ist mehrfaches Quadrieren notwendig
Beseitigung der Wurzel durch Quadrieren
Erhaltene Gleichung lösen
Probe fĂŒr alle erhaltenen Lösungen durchfĂŒhren
Lösungsmenge angeben
Anmerkung: Das Quadrieren ist keine Ăquivalenzumformung. Durch das Quadrieren können zusĂ€tzliche Lösungen erzeugt werden. Es gehen aber keine Lösungen verloren. Deshalb ist unbedingt eine Probe erforderlich.