Aufgaben zu quadratischen Gleichungen
- 1
Beim Lösen quadratischer Gleichungen erhält man z. B. Ausdrücke der folgenden Art. Vereinfache diese:
x1/2=27−5±52+4⋅7⋅27
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Potenzen
x1/2 = 27−5±52+4⋅7⋅27 ↓ Fasse alles unter der Wurzel zusammen.
x1/2 = 27−5±81=27−5±9 ↓ Berechne den Bruch einmal mit + und einmal mit −.
x1 = 27−5+9=274 ↓ x1 = 72 ↓ x1 = 7⋅72⋅7=727 x2 = 27−5−9=27−14 ↓ x2 = 277−147=2⋅7−147=14−147 ↓ x2 = −7 Hast du eine Frage oder Feedback?
- 2
Löse die folgenden quadratischen Gleichungen mit quadratischer Ergänzung.
Die Lösungen kannst du durch ein Semikolon getrennt in das Lösungsfeld eingeben.
Sie die Lösungen z.B. x1=2 und x2=−3, so kannst du entweder "2;−3" oder "−3;2" (ohne die Anführungszeichen) eingeben.
x2+6x−16=0
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Quadratische Ergänzung
x2+6x−16 = 0 ↓ Quadratisch ergänzen mit 32.
x2+6x+32−32−16 = 0 ↓ Zur 1. binomischen Formel zusammenfassen.
(x+3)2−9−16 = 0 ↓ Zusammenfassen
(x+3)2−25 = 0 +25 (x+3)2 = 25 x+3 = ±5 −3 x = ±5−3 x1 = −8 x2 = 2 ↓ Lösungsmenge angeben.
L = {−8;2} Hast du eine Frage oder Feedback?
x2+10x+9=0
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Quadratische Ergänzung
x2+10x+9 = 0 ↓ Ergänze quadratisch mit 52.
x2+2⋅5x+52−52+9 = 0 ↓ Fasse zusammen.
(x2+2⋅5x+52)−16 = 0 ↓ Fasse als 1. binomische Formel zusammen.
(x+5)2−16 = 0 +16 (x+5)2 = 16 x+5 = ±4 x1 = 4−5 =−1 x2 = −4−5=−9 ↓ Lösungsmenge angeben.
L = {−1;−9} Hast du eine Frage oder Feedback?
0,5x2−1,5x−14=0
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Quadratische Ergänzung
0,5x2−1,5x−14 = 0 ↓ 0,5 ausklammern.
0,5(x2−3x)−14 = 0 ↓ 0,5(x2−3x+(23)2−(23)2)−14 = 0 ↓ Zur 2. binomischen Formel zusammenfassen.
0,5((x−23)2−49)−14 = 0 ↓ 0,5(x−23)2−89−14 = 0 +14+89 ↓ Gleichung umformen.
0,5(x−23)2 = 14+89 ⋅2 (x−23)2 = 28+49 x−23 = ±4121 +23 x = 23±211 ↓ Lösungsmenge angeben.
L = {−4;7} Hast du eine Frage oder Feedback?
−21x2+7x+7,5=0
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Quadratische Ergänzung
−21x2+7x+7,5 = 0 ↓ −21(x2−14x)+7,5 = 0 ↓ Ergänze quadratisch mit 72.
−21(x2−2⋅7x+72−72)+7,5 = 0 ↓ Fasse als 2. binomische Formel zusammen.
−21((x−7)2−49)+7,5 = 0 ↓ −21((x−7)2)+24,5+7,5 = 0 ↓ Fasse zusammen.
−21(x−7)2+32 = 0 −32 −21(x−7)2 = −32 −2 (x−7)2 = 64 ↓ Ziehe Wurzel auf beiden Seiten.
x−7 = ±8 ↓ Forme weiter um.
x1 = 8+7=15 x2 = −8+7=−1 ↓ Lösungsmenge angeben.
L = {−1;15} Hast du eine Frage oder Feedback?
2x2+2x−98=0
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Quadratische Ergänzung
2x2+2x−89 = 0 ↓ 2(x2+x)−98 = 0 ↓ Ergänze quadratisch mit (21)2.
2(x2+2⋅21x+(21)2−(21)2)−98 = 0 ↓ Fasse zu 1. binomischen Formel zusammen.
2((x+21)2−41)−98 = 0 ↓ 2(x+21)2−21−1816 = 0 ↓ Erweitere die Brüche auf den gemeinsamen Nenner.
2(x+21)2−189−1816 = 0 ↓ Fasse zusammen.
2(x+21)2−1825 = 0 +1825 2(x+21)2 = 1825 ⋅21 (x+21)2 = 3625 x+21 = ±65 ↓ Forme weiter um.
x1 = 65−21 = 65−63 = 62=31 x2 = −65−21 = −65−63 = −68=−34 ↓ Lösungsmenge angeben.
L = {−34;31} Hast du eine Frage oder Feedback?
2x2=x+1
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Quadratische Ergänzung
2x2 = x+1 −x+1 ↓ Alle Summanden auf eine Seite bringen.
2x2−x−1 = 0 ↓ Den Faktor 2 ausklammern.
2(x2−21x)−1 = 0 ↓ 2(x2−21x+(41)2−(41)2)−1 = 0 ↓ Zur 2. binomischen Formel zusammenfassen.
2((x−41)2−161)−1 = 0 ↓ 2(x−41)2−81−1 = 0 ↓ Die Gleichung nach x auflösen.
2(x−41)2−81−1 = 0 +1+81 2(x−41)2 = 81+1 :2 (x−41)2 = 169 x−41 = ±43 +41 x = 41±43 ↓ Lösungsmenge angeben.
L = {−21;1} Hast du eine Frage oder Feedback?
- 3
Löse die folgenden Gleichungen und überprüfe dein Ergebnis mit dem Satz von Vieta.
Gib die Lösung in der Form "x1;x2" an. Zum Beispiel: "5;−4"
x2−5x+6=0
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: quadratische Gleichungen
Die Lösung der Gleichung kannst du mit der Mitternachtsformel oder pq-Formel berechnen:
Lösung mit der Mitternachtsformel
x2−5x+6=0
a=1, b=−5 und c=6
Die drei Koeffizienten der Gleichung in die Mitternachtsformel einsetzen.
x1,2=2⋅1−(−5)±(−5)2−4⋅1⋅6
=25±25−24=25±1
⇒x1=3⇒x2=2
Lösung mit der pq-Formel
x2−5x+6=0
p=−5 und q=6
Die 2 Koeffizienten in die pq-Formel einsetzen:
x1,2======−2p±(2p)2−q−2(−5)±(2−5)2−625±425−625±425−42425±4125±21
⇒x1=25+21=26=3
⇒x2=25−21=24=2
Überprüfung der Lösung mit dem Satz von Vieta
Für eine Gleichung der Form x2+px+q=0 erfüllen die Lösungen x1 und x2 nach dem Satz von Vieta folgende Bedingungen:
IIIx1+x2x1⋅x2==−pq
Setze x1=3,x2=2,p=−5 und q=6 in die Formeln ein und prüfe, ob die Gleichungen I und II stimmen:
III3+23⋅2==−(−5)6✓✓
Die berechneten Ergebnisse sind richtig.
Hast du eine Frage oder Feedback?
x2−6x−27=0
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: quadratische Gleichungen
Die Lösung der Gleichung kannst du mit der Mitternachtsformel oder pq-Formel berechnen:
Lösung mit der Mitternachtsformel
x1,2=2⋅1−(−6)±(−6)2−4⋅1⋅(−27)
=26±36+108=26±12
⇒ x1=218 und x2=2−6
Die Lösungen sind also x1=9 und x2=−3.
Lösung mit der pq-Formel
x2−6x−27=0
p=−6 und q=−27
Die 2 Koeffizienten in die pq-Formel einsetzen:
x1,2======−2p±(2p)2−q−2−6±(2−6)2−(−27)26±436+273±9+273±363±6
⇒x1=3+6=9
⇒x2=3−6=−3
Überprüfung der Lösung mit dem Satz von Vieta
Für eine Gleichung der Form x2+px+q=0 erfüllen die Lösungen x1 und x2 nach dem Satz von Vieta folgende Bedingungen:
IIIx1+x2x1⋅x2==−pq
Setze x1=9,x2=−3,p=−6 und q=−27 in die Formeln ein und prüfe, ob die Gleichungen I und II stimmen:
III9+(−3)9⋅(−3)==−(−6)−27✓✓
Die berechneten Ergebnisse sind richtig.
Hast du eine Frage oder Feedback?
31x2+3x−12=0
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: quadratische Gleichungen
Die Lösung der Gleichung kannst du mit der Mitternachtsformel oder pq-Formel berechnen:
Lösung mit Mitternachtsformel
31x2+3x−12=0
Die Koeffizienten sind a=31,b=3,c=−12 .
Eingesetzt in die Mitternachtsformel erhältst du:
x1,2 = 2⋅31−3±32−4⋅31⋅(−12) = 32−3±9+16 = 32−3±25 = 32−3±5 ↓ Multipliziere mit dem Kehrbruch.
= 2(−3±5)⋅3 ⇒x1=3 und x2=−12
Lösung mit der pq-Formel
31x2+3x−12=0
Die pq-Formel lässt sich nur auf Gleichungen der Form x2+px+q=0 anwenden. Klammere also zuerst 31 aus:
31(x2+9x−36)x2+9x−36==00∣⋅3
p=9 und q=−36
Die 2 Koeffizienten in die pq-Formel einsetzen:
x1,2=======−2p±(2p)2−q−29±(29)2−(−36)−29±481+36−29±481+4144−29±4225−29±(215)2−29±215
⇒x1=−29+215=26=3
⇒x2=−29−215=−224=−12
Überprüfung der Lösung mit dem Satz von Vieta
Für eine Gleichung der Form x2+px+q=0 erfüllen die Lösungen x1 und x2 nach dem Satz von Vieta folgende Bedingungen:
IIIx1+x2x1⋅x2==−pq
Geg: 31x2+3x−12=0
Da a=31=1 ist muss man zuerst a ausklammern, um den Satz von Vieta anwenden zu können.
31(x2+9x−36)=0
Hierauf kannst du den Satz von Vieta nun anwenden.
Setze x1=3,x2=−12,p=9 und q=−36 in die Formeln ein und prüfe, ob die Gleichungen I und II stimmen:
III3+(−12)3⋅(−12)==−9=5−36✓✓
Die berechneten Ergebnisse sind richtig.
Hast du eine Frage oder Feedback?
- 4
Bestimme die Lösungsmenge der folgenden Gleichungen (D=R∖{0}) und kontrolliere dein Ergebnis graphisch, z. B. mit Hilfe eines Funktionsplotters.
Gib die Lösung in der Form "x1,x2" in das Eingabefeld ein. Zum Beispiel: "5;−2,5". Bei einer Lösung reicht zum Beispiel "−2,5".
11=2x+x12
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Quadratische Gleichungen
11 = 2x+x12 ⋅x 11x = 2x2+12 −11x 0 = 2x2+12−11x Nun kann man die Diskriminante D berechnen:
D = 121−4⋅2⋅12 = 25 Da D=25>0, erhalten wir zwei Lösungen. Man kann nun die Mitternachtsformel anwenden. Die Lösungen lauten:
x1 = 2⋅211+25 = 416 = 4 x2 = 2⋅211−25 = 46 = 1,5 Die Lösungsmenge lautet L={1,5 ; 4} . Der gezeichnete Graph sieht so aus:
Hast du eine Frage oder Feedback?
3(x+2)+x3=0
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Quadratische Gleichung
0 = 3(x+2)+x3 ↓ = 3x+6+x3 ⋅x 0 = 3x2+6x+3 Nun kann man die Diskriminante D berechnen:
D = 36−4⋅3⋅3 = 0 Da D=0, erhalten wir eine Lösungen. Man kann nun die Mitternachtsformel anwenden. Die Lösung lautet:
x = 2⋅3−6 = −66 = −1 Die Lösungsmenge lautet L={−1}.
Hast du eine Frage oder Feedback?
- 5
Löse die angegebenen Gleichungen.
Gib die Lösungen in der Form "x1;x2" an. Zum Beispiel: "4;−1"
(x−3)(x+1)=0
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Gleichungen
(x−3)(x+1)=0
Damit der Term auf der linken Seite gleich 0 ist, muss einer der beiden Faktoren gleich 0 sein. Also entweder:
Dann erhältst du die Lösung x1=3. Oder:
Dann erhältst du die Lösung x2=−1
Insgesamt hast du also die Lösungsmenge L={3;−1}.
Hast du eine Frage oder Feedback?
0,5(x−2)2=0
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Gleichungen
0,5(x−2)2=0
Damit der Term auf der linken Seite gleich 0 ist, muss der Faktor (x−2) gleich 0 sein. Mit:
kommst du auf das Ergebnis x=2.
Diese Lösung ist eine zweifache Lösung!
Die Lösungsmenge ist L={2}.
Hast du eine Frage oder Feedback?
0,5x2−2x+2=0
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Lösen quadratischer Gleichungen
0,5x2−2x+2=0
Diese Gleichung kannst du mit der Mitternachtsformel lösen:
Unter der Wurzel ergibt sich der Wert 0, damit gibt es nur genau eine Lösung und zwar: x=2.
Die Lösungsmenge ist L={2}.
Hast du eine Frage oder Feedback?
- 6
Berechne möglichst geschickt die Lösungen der folgenden Gleichungen. Überprüfe deine Ergebnisse grafisch, z. B. mithilfe eines Funktionsplotters.
2x2+16=12x
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Gleichung
2x2+16 = 12x −12x 0 = 2x2−12x+16 ↓ Diskriminante berechnen
D = (−12)2−4⋅2⋅16 = 144−128 = 16 ⇒16 > 0 ↓ daher 2 Lösungen
2x2+16 = 2x ↓ In die Mitternachtsformel einsetzen dabei die berechnete Diskriminante einsetzen
x1,2 = 2⋅212±16 ↓ x1 berechnen
x1 = 412+4 = 416=4 x2 = 412−4 = 48=2 L = {4;2} Graphen zeichnen
Hast du eine Frage oder Feedback?
2=(3+x)2
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Gleichung
Gleichung bestimmen
2 = (3+x)2 −2 0 = (3+x)2−2 ↓ Klammer mit Hilfe der 1. Binomischen Formel ausmultiplizieren.
0 = x2+6x+9−2 ↓ Gleiche Elemente zusammenfassen
= x2+6x+7 ↓ Diskriminante berechnen
D = 62−4⋅⋅7 = 36−28 =8 ⇒8 > 0 ↓ daher 2 Lösungen
0 = x2+6x+7 ↓ In die Mitternachtsformel einsetzten, dabei die berechnete Diskriminante einsetzen.
x1,2 = 2⋅1−6±8 x1 = 2−6+22=−3+2 x2 = 2−6−22=−3−2 L = {−3+2;−3−2} Graphen zeichnen
Hast du eine Frage oder Feedback?
−x2−2=0,25+9x
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Mitternachtsformel (Quadratische Lösungsformel)
Quadratische Gleichung lösen
−x2−2 = 0,25+9x ↓ Stelle die Gleichung so um, dass auf einer Seite 0 ist
0 = x2+9x+2,25 ↓ Setze in die Mitternachtsformel ein
x1/2 = 2−9±92−4⋅2,25 ↓ x1 und x2 ausrechnen
x1 ≈ −0,26 x2 ≈ −8,74 L = {−0,26;−8,74} Graphische Darstellung
Hast du eine Frage oder Feedback?
2x+x+16=0
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Äquivalenzumformungen
Lösungen von Gleichungen
2x+x+16 = 0 3x+16 = 0 −16 3x = −16 :3 x = 3−16 = −531 ≈ −5,3 Graphen zeichen
Hast du eine Frage oder Feedback?
x2+2x−1=0
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Mitternachtsformel (Quadratische Lösungsformel)
Lösung mit Hilfe der pq-Formel:
x2+2x−1 = 0 ↓ Die Gleichung liegt in der Normalform vor.
Nach der pq-Formel gilt:
x2+px+p
mit p=2 und q=−1
x1,2 = −qp±(2p)2−q ↓ Einsetzen der Werte
= −22±(22)2+1 ↓ Vereinfachen der Wurzel
= −22±21+1=−22±23 x1 = x1=23−1∨ x2 = −21+3 Hast du eine Frage oder Feedback?
x2−x=x−x2
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Quadratische Gleichung
Quadratische Gleichung
x2−x = x−x2 −x +x2 x2−x−x+x2 = 0 ↓ Gleiches zusammenfassen
2x2−2x = 0 ↓ x(2x−2) = 0 ⇒x1 = 0 ⇒x2 = 1 Hast du eine Frage oder Feedback?
- 7
Gib jeweils eine quadratische Gleichung mit der angegebenen Eigenschaft an.
Die Gleichung hat nur die Lösung –2.
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Quadratische Gleichung
Die Gleichung hat nur die Lösung –2.
Zerlegung in Linearfaktoren.
(x+2)(x+2)
Zusammenfassen.
(x+2)2=0
Hast du eine Frage oder Feedback?
Die Gleichung hat keine Lösungen.
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Quadratische Gleichung
Damit die Gleichung keine Lösung hat muss eine unwahre Aussage entstehen.
Dies geschieht beispielsweise bei allen Gleichungen, auf deren einer Seite x2 und auf deren anderen eine negative Zahl steht.
Beispielsweise:
x2=−1
Hast du eine Frage oder Feedback?
Die Gleichung hat die Lösungen –2 und 2.
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Quadratische Gleichung
Die Gleichung hat die Lösungen –2 und 2.
Zerlegung in Linearfaktoren.
(x+2)(x−2)
Binomische Formel anwenden.
0=x2−4
Hast du eine Frage oder Feedback?
Die Gleichung hat die Lösungen –1 und –3.
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Quadratische Gleichung
x1=−1;x2=−3
Angabe der Nullstellen mit Hilfe der Faktorschreibweise:
(x+1)⋅(x+3)=0
x2+3x+x+3=0
x2+4x+3=0
Hast du eine Frage oder Feedback?
- 8
Löse die folgenden Gleichungen.
Gib im Eingabefeld die Lösung in der Form x1;x2 an, zum Beispiel "4;-1"
(x−2)2=16
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: quadratische Gleichungen
(x−2)2 = 16 ↓ Auf beiden Seiten radizieren. Dabei muss beachtet werden, dass die Ausdrücke auf beiden Seiten stets positiv sind. In diesem Fall ist das so.
(x−2)2 = 16 ↓ Beim Wurzelziehen den Betrag nicht vergessen!
∣x−2∣ = 4 Löse den Betrag auf. Dazu die beiden Fälle betrachten. Es gibt zwei Zahlen die, wenn sie in Betragstrichen stehen, 4 ergeben. Nämlich 4 und -4.
1. Fall
x−2 = 4 +2 ↓ Gleichung nach x auflösen.
x = 6 2. Fall
x−2 = −4 +2 ↓ Gleichung nach x auflösen.
x = −2 Antwort: Die Gleichung hat die beiden Lösungen 6 und -2. Die Lösungsmenge ist dann L={−2;6}.
Hast du eine Frage oder Feedback?
(x+3)2=25
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: quadratische Gleichungen
(x+3)2 = 25 ↓ Auf beiden Seiten radizieren. Dabei muss beachtet werden, dass die Ausdrücke auf beiden Seiten stets positiv sind. In diesem Fall ist das so.
(x+3)2 = 25 ↓ Beim Wurzelziehen den Betrag nicht vergessen!
∣x+3∣ = 5 Den Betrag auflösen. Dazu die beiden Fälle betrachten. Es gibt zwei Zahlen die, wenn sie in Betragsstrichen stehen, 5 ergeben. Nämlich 5 und -5.
1. Fall
x+3 = 5 −3 ↓ Gleichung nach x auflösen
x = 2 2. Fall
x+3 = −5 −3 ↓ Gleichung nach x auflösen
x = −8 Antwort: Die Gleichung hat die beiden Lösungen 2 und -8. Die Lösungsmenge ist dann L={−8;2}
Hast du eine Frage oder Feedback?
(x+8)2=36
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: quadratische Gleichungen
(x+8)2 = 36 ↓ Auf beiden Seiten radizieren. Dabei muss beachtet werden, dass die Ausdrücke auf beiden Seiten stets positiv sind. In diesem Fall ist das so.
(x+8)2 = 36 ↓ Beim Wurzelziehen den Betrag nicht vergessen!
∣x+8∣ = 6 Den Betrag auflösen. Dazu die beiden Fälle betrachten. Es gibt zwei Zahlen die, wenn sie in Betragsstrichen stehen, 6 ergeben. Nämlich 6 und -6.
1. Fall
x+8 = 6 −8 ↓ Gleichung nach x auflösen.
x = −2 2. Fall
x+8 = −6 −8 ↓ Gleichung nach x auflösen.
x = −14 Antwort: Die Gleichung hat die beiden Lösungen -2 und -14. Die Lösungsmenge ist dann L={−2;−14}
Hast du eine Frage oder Feedback?
(x−1)2=10
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: quadratische Gleichungen
(x−1)2 = 10 ↓ Auf beiden Seiten radizieren. Dabei muss beachtet werden, dass die Ausdrücke auf beiden Seiten stets positiv sind. In diesem Fall ist das so.
(x−1)2 = 10 ↓ Beim Wurzelziehen den Betrag nicht vergessen!
∣x−1∣ = 10 Den Betrag auflösen. Dazu die beiden Fälle betrachten. Es gibt zwei Zahlen die, wenn sie in Betragsstrichen stehen, 10 ergeben. Nämlich 10 und −10.
1. Fall
x−1 = 10 +1 ↓ Gleichung nach x auflösen.
x = 1+10 2. Fall
x−1 = −10 +1 ↓ Gleichung nach x auflösen.
x = 1−10 Antwort: Die Gleichung hat die beiden Lösungen 1+10 und 1−10. Die Lösungsmenge ist dann L={1+10;1−10}
Hast du eine Frage oder Feedback?
Dieses Werk steht unter der freien Lizenz
CC BY-SA 4.0 → Was bedeutet das?