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Einführung zur quadratischen Ergänzung

4Allgemeine Vorgehensweise

Falls du noch sehen möchtest, wie die quadratische Ergänzung mit allgemeinen Parametern aa, bb und cc funktioniert, dann lies die unten stehende Tabelle.

Falls dir schon klar ist, wie du vorgehen musst, kannst du diese Seite auch überspringen.

In der Tabelle siehst du nochmals die Vorgehensweise erläutert anhand eines Beispiels 4x+12x2+5-4x+\frac12x^2+5 und daneben allgemein bx+ax2+cbx+ax^2+c mit den Parametern aa, bb und cc. In diesem Beispiel gilt: a=12a=\frac12, b=4b=-4 und c=5c=5.

Schritt

Beispiel

Allgemein

4x+12x2+5-4x+\frac12x^2+5

bx+ax2+cbx+ax^2+c

Sortieren:

Vorne der x2x^2-Term, dann der xx-Term und dann die Konstante.

Hier: 4x4x in die Mitte schieben

=12x24x+5=\frac12x^2-4x+5

=ax2+bx+c=ax^2+bx+c

Ausklammern:

Den Koeffizienten des quadratischen Terms bei den "x-Termen" ausklammern (Faktorisieren).

Hier: a=12a=\frac12 bei den xx-Termen ausklammern.

=12(x28x)+5=\frac12(x^2-8x)+5

=a(x2+bax)+c=a(x^2+\frac bax)+c

Ergänzen:

Halbiere den Vorfaktor des Terms mit xx, quadriere dann und addiere das Ergebnis direkt dahinter und subtrahiere es wieder.

Hier: Ergänzen mit (b2a)2=(82)2=42=16\left(\frac b{2a}\right)^2=\left(\frac82\right)^2=4^2=16

=12(x28x+1616=0)+5=\frac12(x^2-8x\underbrace{+16-16}_{=0})+5

=a(x2+2b2ax+(b2a)2(b2a)2=0)+c=a(x^2+2\frac b{2a}x\underbrace{+\left(\frac b{2a}\right)^2-\left(\frac b{2a}\right)^2}_{=0})+c

Zusammenfassen:

mit Hilfe der Binomischen Formeln.

Hier: Man kann den Term in eine binomische Formel umwandeln:

=12((x4)216)+5=\frac12((x-4)^2-16)+5

=a((x+b2a)2(b2a)2)+c=a\left(\left(x+\frac{b}{2a}\right)^2-\left(\frac{b}{2a}\right)^2\right)+c

Klammer ausmultiplizieren

Hier: In der Klammer stehen die beiden Summanden (x+b2a)2=(x4)2\left(x+\frac b{2a}\right)^2=(x-4)^2 und (b2a)2=(16)  -\left(\frac b{2a}\right)^2=(-16)\;.

=12(x4)28+5=\frac12(x-4)^2-8+5

=a((x+b2a)2)a(b2a)2+c=a\left(\left(x+\frac b{2a}\right)^2\right)-a\left(\frac b{2a}\right)^2+c

Rechte Summe ausrechnen

=12(x4)23=\frac12(x-4)^2-3

=a((x+b2a)2)b24a+c=a\left(\left(x+\frac b{2a}\right)^2\right)-\frac{b^2}{4a}+c

Am Ende erhält man die Scheitelform

=12(x4)23=\frac12(x-4)^2-3

=a((x+b2a)2)b24a+c=a\left(\left(x+\frac b{2a}\right)^2\right)-\frac{b^2}{4a}+c


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