Aufgaben zum Rechnen mit Bruchtermen
- 1
Vereinfache:
Um diesen Term zu vereinfachen, musst du ausklammern. Sieh dir dazu Zähler und Nenner einzeln an! Kandidaten zum Ausklammern findest du, indem du dir für jede Zahl die Primfaktorzerlegung anschaust und nach möglichst großen, gemeinsamen Faktoren suchst.
Hast du eine Frage oder Feedback?
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Termumformungen
Wende im Zähler das Potenzgesetz (ab)x=ax⋅bx an und klammere im Nenner den Faktor a2b aus.
a3b−a2b3(ab)2 = a2b(a−b2)a2b2 ↓ Kürze a2b.
= a−b2b Hast du eine Frage oder Feedback?
- 2
Vereinfache so weit wie möglich.
ba+b−aa−b
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Brüche kürzen und erweitern
Bilde den Hauptnenner ( a⋅b ) und erweitere beide Brüche auf diesen.
ba+b−aa−b = b⋅a(a+b)⋅a−a⋅b(a−b)⋅b ↓ Fasse die beiden Brüche zu einen zusammen.
= b⋅a(a+b)⋅a−(a−b)⋅b ↓ = b⋅aa2+ab−ab+b2 ↓ Berechne im Zähler ab−ab.
= b⋅aa2+b2 Hast du eine Frage oder Feedback?
c2−8c+16c−c2−6c+82
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Brüche kürzen und erweitern
c2−8c+16c−c2−6c+82 = ↓ Wende die 2. binomische Formel und den Satz von Vieta an
= (c−4)2c−(c−4)(c−2)2 ↓ Bilde den Hauptnenner
((c−4)2(c−2))
= (c−4)2(c−2)c(c−2)−[2(c−4)] = (c−4)2(c−2)c2−2c−[2c−8] = (c−4)2(c−2)c2−2c−2c+8 ↓ = (c−2)(c−4)2c2−4c+8 Hast du eine Frage oder Feedback?
a2+acb−c−ac+c2a−b+a2c+ac2a2+c2
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Brüche kürzen und erweitern
a2+acb−c−ac+c3a−b+a2c+ac2a2+c2 = ↓ Mache die Nenner übersichtlicher, um den Hauptnenner leichter zu finden.
= a⋅(a+c)b−c−c⋅(a+c)a−b+a⋅c⋅(a+c)a2+c2 ↓ Bilde den Hauptnenner (a⋅c⋅(a+c)) und erweitere beide Brüche auf diesen.
= a⋅c⋅(a+c)c⋅(b−c)−a⋅c⋅(a+c)a⋅(a−b)+a⋅c⋅(a+c)a2+c2 ↓ Schreibe den Term auf einen Bruchstrich
= a⋅c⋅(a+c)c⋅(b−c)−a⋅(a−b)+a2+c2 ↓ Vereinfache den Zähler
= a⋅c⋅(a+c)bc−c2−a2+ab+a2+c2 = a⋅c⋅(a+c)bc+ab = a⋅c⋅(a+c)b(a+c) ↓ Kürze (a+c)
= acb Hast du eine Frage oder Feedback?
25u2−410u2−11u−6
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Nullstellenform einer quadratischen Gleichung
Nenner vereinfachen
25u2−410u2−11u−6
(5u−2)⋅(5u+2)10u2−11u−6
Die dritte binomische Formel auf den Nenner anwenden.
Zähler seperat faktorisieren
10u2−11u−6=0
Zähler separat mit Hilfe der Mitternachtsformel faktorisieren.
u1,2=2⋅10−(−11)±(−11)2−4⋅10⋅(−6)
u1,2=2011±121+240
u1,2=2011±361
u1,2=2011±19
Eine quadratische Gleichung der Form ax2+bx+c=0 besitzt Nullstellen bei
x1,2=2a−b±b2−4ac
u1=2030=23
u2=−208=−52
Wir erhalten die beiden Nullstellen u1 und u2.
Normalform allgemein:
f(x)=a⋅x2+b⋅x+c
Nullstellenform allgemein:
f(x)=a⋅(x−x1)⋅(x−x2)
Normalform hier:
a⋅u2+b⋅u+c
Nullstellenform hier:
a⋅(u−u1)⋅(u−u2)
a wird neben den gefundenen Nullstellen u1 und u2 in die Nullstellenformel eingesetzt.
10⋅(u−23)⋅(u−(−52))
10⋅(u−23)⋅(u+52)
Günstige Umschreibung des Faktors und anschließendes Ausmultiplizieren.
2⋅5⋅(u−23)⋅(u+52)
2⋅(u−23)⋅5⋅(u+52)
(2⋅u−2⋅23)⋅(5⋅u+5⋅52)
(2u−3)⋅(5u+2)
Der ursprüngliche Zähler wurde faktorisiert.
(2u−3)⋅(5u+2)=10u2−11u−6
(5u−2)⋅(5u+2)10u2−11u−6=(5u−2)⋅(5u+2)(2u−3)⋅(5u+2)=(5u−2)(2u−3)
Der vereinfachte Term lautet (5u−2)(2u−3).
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−c2+c+30c2+c−20
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Brüche kürzen und erweitern
−c2+c+30c2+c−20 = = (c+5)⋅(−c+6)(c−4)⋅(c+5) = −c+6c−4 = −c−6c−4 Hast du eine Frage oder Feedback?
12(r−s)7r2s⋅21rs2(2sr−2r)2
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Brüche kürzen und erweitern
12(r−s)7r2s⋅21rs2(2sr−2r)2 = ↓ Kürze zunächst alles, was man schonmal kürzen kann. Hier die 7 mit der 21, r2 mit r und s mit s2.
= 12(r−s)r⋅3s(2sr−2r)2 ↓ Nun kannst du in der Klammer (2sr−2r)2 die 2r ausklammern.
= 12(r−s)r⋅3s(2r(s−1))2 ↓ Löse nun die Klammer oben mithilfe der Potenzgesetze auf.
= 12(r−s)r⋅3s4r2(s−1)2 ↓ Kürze die 4 mit der 12 und fasse zusammen
= 9s(r−s)r3(s−1)2 Hast du eine Frage oder Feedback?
(2a2b)3⋅(3x2y3)31(66a2)3:(y24x)2:52a3b
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Brüche
(2a2b)3⋅(3x2y3)31(66a2)3:(y24x):52a3b ↓ Löse die Klammern mithilfe der Potenzgesetze auf
= 8a6b3⋅27x6y91a6:y416x2:52a3b ↓ Multipliziere im Zähler des ersten Bruchs mit dem Kehrbruch
= 216a6b3x6y9116x2a6y4:52a3b ↓ Der mittlere Bruchstrich entspricht einem "Geteilt", deshalb kannst du stattdessen mit dem Kehrbruch multiplizieren. Gleiches bei dem zweiten Bruch.
= 16x2a6y4⋅1216a6b3x6y9⋅2a3b5 ↓ Kürze mit 8a3bx2.
= 2a6y4⋅127a3b2x4y9⋅25 ↓ = 4135a9b2x4y13 Hast du eine Frage oder Feedback?
(34a2b)332b2+(23b)2−65b2:b25a3(32a)2
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Brüche kürzen und erweitern
Löse die Klammern mithilfe der Potenzgesetze auf.
(34a2b)332b2+(23b)2−65b2:b25a3(32a)2 = 2764a6b332b2+49b2−65b2:b25a394a2 ↓ Multipliziere mit dem Kehrbruch.
= 2764a6b3b2⋅(32+49−65)⋅94a2b25a3 ↓ = 2764a6b3⋅94a25a3⋅(32+49−65) ↓ Bilde im Zähler den Hauptnenner (12) und erweitere alle Brüche auf diesen.
Multipliziere im Nenner aus.
= 243256a8b35a3⋅(128+1227−1210) ↓ Berechne das Innere der Klammer (1225).
= 243256a8b312125a3 ↓ Der mittlere Bruchstrich entspricht einem "Geteilt", stattdessen kannst du deswegen mit dem Kehrbruch multiplizieren.
= 12125a3⋅256a8b3243 ↓ Multipliziere und kürze mit 3a3.
= 1024a5b310125 Hast du eine Frage oder Feedback?
- 3
Erweitere die folgenden Brüche entsprechend.
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Bruchterme
703a4b4d4779a3b9
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Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Bruchterme
255a2b2c2d2153(a+b)2abcd
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- 4
Bringe die folgenden Brüche jeweils auf den gleichen Nenner.
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Bruchterme
Für jeden Term im Nenner wird das kgV bestimmt. Für die Formvariablen (hier f, g, h) werden die jeweils höchsten Potenzen ermittelt. Damit ist dann der Hauptnenner fertig. Der für jeden Zähler korrekte Erweiterungsfaktor kann dann ermittelt werden.
Das kgV(48;112) wird ermittelt:
48=16⋅3=24⋅3112=16⋅7=24⋅7
Erkenntnis aus der Primfaktorzerlegung:
Bestimme für das kgV die höchste vorkommende Potenz aller Primfaktoren.
Primzahl 2 hat die Vielfachheit 4
Primzahl 3 hat die Vielfachheit 1
Primzahl 7 hat die Vielfachheit 1
Somit gilt: kgV(48;112)=24⋅31⋅71=336
Für die Formvariablen (hier f,g,h) werden die jeweils höchsten Potenzen ermittelt:
f hat die höchste Potenz 2
g hat die höchste Potenz 4
h hat die höchste Potenz 1
⇒f2⋅g4⋅h
Der Hauptnenner ist demnach 336⋅f2⋅g4⋅h
Ermittlung des Erweiterungsfaktors und Durchführung der Erweiterung
Der Bruch 48f2g43fg2 muss mit 7⋅h erweitert werden, denn 48⋅f2⋅g4336⋅f2⋅g4⋅h=7⋅h.
⇒48f2g43fg2⋅7h7h=336f2g4h21fg2h
Der Bruch 112fgh2h5 muss mit 3⋅f⋅g3 erweitert werden, denn 112⋅f⋅g⋅h336⋅f2⋅g4⋅h=3⋅f⋅g3.
⇒336f2g4h2h5⋅3⋅f⋅g33⋅f⋅g3=336f2g4h6fg3h5
Der Bruch 18 muss mit dem Hauptnenner 336⋅f2⋅g4⋅h erweitert werden:
⇒18⋅336⋅f2⋅g4⋅h336⋅f2⋅g4⋅h=336f2g4h2688f2g4h
Ergebnis:
336f2g4h21fg2h;336f2g4h6fg3h5;336f2g4h2688f2g4h
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Für jeden Term im Nenner wird das kgV bestimmt.
Für die Formvariablen (hier f, g, h) werden die jeweils höchsten Potenzen ermittelt. Damit ist dann der Hauptnenner fertig.
- 5
Berechne den Term mit Unbekannten und kürze so weit wie möglich.
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Brüche subtrahieren
Bilde zuerst den Hauptnenner (2uv) und erweitere die Brüche auf diesen.
2vu−2uv = 2vuu⋅u−2uvv⋅v ↓ Schreibe auf gemeinsamen Bruchstrich
= 2uvu2−v2 Hast du eine Frage oder Feedback?
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Brüche addieren / subtrahieren
Bilde den Hauptnenner (42h2) und erweitere die Brüche auf diesen.
6h213+1−21h4 = 6h2⋅713⋅7+1⋅42h21⋅42h2−21h⋅2h4⋅2h ↓ = 42h291+42h242h2−42h28h ↓ Schreibe die Brüche auf einen gemeinsamen Bruchstrich.
= 42h242h2−8h+91 Hast du eine Frage oder Feedback?
- 6
Der gut durchtrainierte Hobbyradrennfahrer Walter bewältigt einen 20 km langen Anstieg in 2,0 Stunden; seine Durchschnittsgeschwindigkeit dabei beträgt also 10hkm.
Oben angekommen dreht Walter sofort um und fährt die 20 km wieder zurück ins Tal.
Seine Durchschnittsgeschwindigkeit v für die Gesamtstrecke lässt sich mit dem Term
berechnen.
Kann Walter für die Gesamtstrecke eine Durchschnittsgeschwindigkeit von 20hkm erreichen?
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Bruchterme
Gegeben: s1=20km,t=2,0h,v1=10hkm,vGes=2,0h+tTal40km
Annahme: vGes=20hkmist korrekt.
vGes = 2,0 h+t40 km ↓ Setze vGes=20hkm ein.
20 hkm = 2,0 h+ tTal40 km ⋅ (2,0h+t) 20 hkm⋅(2,0h+tTal) = 40 km :20 hkm 2,0h+tTal = 20 h km 40km 2,0 h+tTal = 2,0h −2,0 h tTal = 0h → Die Annahme kann nicht korrekt sein, da Walter nicht in 0h den Berg wieder hinabfahren kann.
- 7
Fasse jeweils zu einem Bruch zusammen. In welchen Fällen ändert sich durch die Umformung die maximale Definitionsmenge?
x2−2x+x
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Defninitionsbereich einer Funktion
x2 = 2x+x Df = R\{0} ↓ Zusammenfassung zu einem Bruch
x2−2x+x = ↓ Bilde den Hauptnenner
= 2x4−2xx2+2x2x2 = 2xx2+4 ↓ Df = R\{0} Hast du eine Frage oder Feedback?
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Definitionsmenge einer Funktion
1−y2−y = Df = R\{0} ↓ Zusammenfassen zu einem Bruch; den Hauptnenner bilden
= yy−(2−y) = yy−2+y = y2y−2 Neue Definitionsmenge bestimmen
⇒ Die maximale Definitionsmenge bleibt gleich.
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Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Definitionsmenge einer Funktion
x−x2x−1−x3 = ↓ Klammere x aus
= x⋅(1−x)x−1−x3 ↓ Lese die Definitionslücken ab.
Df = R\{1;0} ↓ x⋅(1−x)x−1−x3 = ↓ Kürze mit x
= 1−x1−1−x3 ↓ Subtrahiere die Brüche
= −1−x2 ↓ Lese die Definitionslücke ab
Df = R\{1} ⇒ Der Definitionsbereich ändert sich.
Hast du eine Frage oder Feedback?
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Definitionsmenge einer Funktion
t−at+t2+1
Die Nenner dürfen nicht 0 sein.
⇒t=a∧t=0
t−at+t2+1 = ↓ Bilde den Hauptnenner t⋅(t−a) und erweitere alle Brüche auf diesen
= t⋅(t−a)t⋅t+t⋅(t−a)2⋅(t−a)+t⋅(t−a)t⋅(t−a) ↓ = t⋅(t−a)t2+2⋅(t−a)+t⋅(t−a) ↓ Multipliziere im Zähler die Klammern aus und fasse zusammen
= t⋅(t−a)2t2+2t−2a−at ⇒ Der Definitionsbereich verändert sich nicht.
Verändern würde er sich nur, wenn sich t oder a kürzen lassen würden.
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a2−3aa−3⋅a+32a
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Definitionsmenge einer Funktion
a2−3aa−3⋅a+32a = ↓ = a⋅(a−3)a−3⋅a+32a ↓ Definitionslücken ablesen
Df = R\{−3; 0; 3} ↓ Zusammenfassen zu einem Bruch
a⋅(a−3)a−3⋅a+32a = a⋅(a−3)⋅(a+3)(a−3)⋅2a ↓ Bruch mit a⋅(a−3) kürzen
= a+32 ↓ neue Definitionsmenge bestimmt
Df = R\{−3} Hast du eine Frage oder Feedback?
1−x+2x−3:x+23−x
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Definitionsmenge einer Funktion
1−x+2x−3: x+23−x = ↓ mit dem Kehrwert multiplizieren
= 1−x+2x−3⋅3−xx+2 ↓ Definitionsbereich ablesen
Df = R\{−2; 3} ↓ Zusammenfassen zu einem Bruch
1−x+2x−3: x+23−x = ↓ mit dem Kehrwert multiplizieren
= 1−x+2x−3⋅3−xx+2 ↓ (x+2) kürzen
= 1−3−xx−3 ↓ -1 im Zähler ausklammern
= 1−3−x−(3−x) ↓ (3−x) kürzen
= 1−(−1) = 2 ↓ Neue Definitionsmenge bestimmen/ablesen
Df = R Hast du eine Frage oder Feedback?
- 8
Vereinfache so weit wie möglich.
2x:x4
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Brüche multiplizieren
(x4)2x=42x2=2x2
Hast du eine Frage oder Feedback?
2−x−12x
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Hauptnenner
2−x−12x = x−12(x−1)−x−12x ↓ Zusammenfassen
= x−12x−2−2x = x−1−2 ↓ (ggf. zur besseren Anschauung)
= −x−12 Hast du eine Frage oder Feedback?
z2+6z+96+2z
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: binomische Formel
z2+6z+96+2z = ↓ Wende eine binomische Formel an.
= (z+3)26+2z ↓ Im Zähler die 2 ausklammern.
= (z+3)22(3+z) ↓ Kürze mit (z+3).
= z+32 Hast du eine Frage oder Feedback?
z+33−z−33
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Hauptnenner
z+33−z−33 = ↓ Hauptnennerbildung und Brüche mit diesem erweitern.
= (z+3)(z−3)3⋅(z−3)−(z−3)(z+3)3⋅(z+3) ↓ Ausmultiplizieren.
= (z+3)(z−3)3z−9−(z+3)(z−3)3z+9 ↓ Zusammenfassen.
= (z+3)(z−3)3z−9−(3z+9) ↓ Klammer im Zähler auflösen.
= (z+3)(z−3)3z−9−3z−9 ↓ Zähler zusammenfassen.
= (z+3)(z−3)−18 Hast du eine Frage oder Feedback?
- 9
Multipliziere die folgenden Brüche.
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Multiplizieren von Brüchen
Hast du eine Frage oder Feedback?
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Bruch ausmultiplizieren
Hast du eine Frage oder Feedback?
- 10
Dividiere die folgenden Brüche.
10ab9c:25b6ac
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Division von Brüchen
10ab9c