lager:mathe:arithmetik:einfuehr_wurzeln
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Beispiel: | Beispiel: | ||
+ | \begin{equation} | ||
+ | \begin{aligned} | ||
+ | \sqrt{2x+1} &= x-17 & &|~ \text{quadrieren} \\ | ||
+ | 2x+1 &= (x-17)^2 & &|~ \text{Binom auflösen} \\ | ||
+ | 2x+1 &= x^2 - 34 x + 289 & &|~ -2x -1 \\ | ||
+ | 0 &= x^2 - 36 x + 288 & &|~ \text{pq-Formel} \\ | ||
+ | x_{1,2} &= - \frac{-36}{2} \pm \sqrt{\left(\frac{-36}{2} \right)^2 - 288 } \\ | ||
+ | & | ||
+ | & | ||
+ | \end{aligned} | ||
+ | \end{equation} | ||
- | $\sqrt{2x+1} = x-17 ~~|~ \text{quadrieren}$\\ | + | \begin{equation} |
- | $2x+1 = (x-17)^2 ~~|~ \text{Binom auflösen}$\\ | + | \begin{aligned} |
- | $2x+1 = x^2 - 34 x + 289 ~~|~ -2x -1$\\ | + | \text{Probe: |
- | $0 = x^2 - 36 x + 288 ~~|~ \text{pq-Formel}$\\ | + | \sqrt{2 \cdot 12 +1 } &= 12 -17 \\ |
- | $x_{1, | + | \sqrt{25} &= -5 \\ |
- | $=18 \pm \sqrt{324 – 288}$\\ | + | 5 &= -5 ~~ \implies |
- | $=18 \pm 6 ~~ \implies x_1 = 12 \text{ und } x_2 = 24$ | + | \end{aligned} |
+ | \end{equation} | ||
+ | \begin{equation} | ||
+ | \begin{aligned} | ||
+ | \text{Probe: | ||
+ | \sqrt{2 \cdot 24+1 } &= 24 -17 \\ | ||
+ | \sqrt{49} &= 7 \\ | ||
+ | 7 &= 7 ~~ \implies \text{wahr}~~ \implies x_2=24 ~~\text{löst die ursprüngliche Gleichung!}\\ | ||
+ | \end{aligned} | ||
+ | \end{equation} | ||
Lösungsmenge $L= \lbrace 24 \rbrace$ | Lösungsmenge $L= \lbrace 24 \rbrace$ | ||
+ | |||
+ | ====== Musteraufgabe ====== | ||
+ | |||
+ | \begin{equation} | ||
+ | \begin{aligned} | ||
+ | \sqrt{x-9} &=1 ~~| \text{quadrieren} \\ | ||
+ | x-9 &= 1 ~~| +9 \\ | ||
+ | x &= 10 \\ | ||
+ | \text{Probe: | ||
+ | \sqrt{10-9}& | ||
+ | 1&=1 ~~\implies ~\text{wahr} | ||
+ | \end{aligned} | ||
+ | \end{equation} | ||
+ | |||
+ | |||
+ | ^Aufgaben: | ||
+ | |a) $2 – \sqrt{x} = 1$ |b) $\sqrt{x}-2 = -3$ |c) $\sqrt{4-x}= 2$ |d) $\sqrt{x}-8= 2$| | ||
+ | |e) $\sqrt{4x-5}+6 = 0$ |f) $5 \cdot \sqrt{4x-5}=20$|g) $5 - \sqrt{x-6}=2$|h) $\sqrt{4x+6}=5$| | ||
+ | |i) $\sqrt{2x +1}-1 = -6$ |j) $10+\sqrt{2x-3}=5$ | ||
+ | |||
+ | ^Lösungen (unsortiert) | ||
+ | |L={1} (kommt zweimal vor) L={100} L={15} $L=\{- \frac{5}{4}\}$ L={0} $L=\{\frac{21}{4}\}$ | ||
+ | |L={ }(leere Menge; Quadratwurzel darf nicht negativ sein) (kommt dreimal vor) | | ||
+ | |||
+ | ====== Aufwendigere Aufgaben zu Wurzelgleichungen ====== | ||
+ | |||
+ | ===== Beispiel mit zwei gleichen Wurzeln: ===== | ||
+ | |||
+ | Erst zusammenfassen, | ||
+ | |||
+ | \begin{equation} | ||
+ | \begin{aligned} | ||
+ | 5 \cdot \sqrt{x+1} -1 &= 3 \cdot \sqrt{x+1} + 3 &&| ~ - 3 \cdot \sqrt{x+1} | ||
+ | 2 \cdot \sqrt{x+1} | ||
+ | x&= 3 \\ | ||
+ | \text{Probe: | ||
+ | 5 \cdot \sqrt{3+1} -1 &= 3 \cdot \sqrt{3+1} + 3 \\ | ||
+ | 5 \cdot 2 -1 &= 3 \cdot 2 + 3 ~\Leftrightarrow~ 9 &= 9 ~~\text{wahr} | ||
+ | \end{aligned} | ||
+ | \end{equation} | ||
+ | |||
+ | ===== Beispiel mit unterschiedlichen Wurzeln ===== | ||
+ | |||
+ | Erst Wurzel isolieren, dann beidseitig quadrieren und auflösen. | ||
+ | \begin{equation} | ||
+ | \begin{aligned} | ||
+ | 3 \cdot \sqrt{4x+10} – 4 \cdot \sqrt{2x+6} &= 0 && | ||
+ | 9 \cdot (4x+10) | ||
+ | 36 x + 90 &= 32 x +96 &&| ~ -90 &&| ~ -32 x \\ | ||
+ | 4x &= 6 ~~\Leftrightarrow ~ x = 1,5 \\ | ||
+ | \text{Probe: | ||
+ | 3 \cdot \sqrt{4\cdot 1,5+10} – 4 \cdot \sqrt{2 \cdot 1,5+6} & | ||
+ | \end{aligned} | ||
+ | \end{equation} | ||
+ | |||
+ | ===== Beispiel mit unterschiedlichen Wurzeln und absolutem Element ===== | ||
+ | |||
+ | Wurzeln nach einander durch quadrieren auflösen. | ||
+ | \begin{equation} | ||
+ | \begin{aligned} | ||
+ | \sqrt{x-1} + \sqrt{x-4}-3 &= 0 && | ||
+ | \sqrt{x-4} & | ||
+ | x-4 &= \left( 3 - \sqrt{x-1} \right )^2 && | ||
+ | x-4 &= 9 - 2 \cdot 3 \cdot \sqrt{x-1} + (x-1) && | ||
+ | 6 \cdot \sqrt{x-1} &= 12 && | ||
+ | x-1 &= 4 ~~\Leftrightarrow~~ | ||
+ | \text{Probe: | ||
+ | \sqrt{5-1} + \sqrt{5-4}-3 &= 2 + 1 - 3 = 0~~\text{wahr} | ||
+ | \end{aligned} | ||
+ | \end{equation} | ||
+ | |||
+ | ^Aufgaben mit aufwendigeren Wurzelgleichungen: | ||
+ | |a) $7 \cdot \sqrt{3 x} – 1=5 \cdot \sqrt{3 x} +5$ |b) $3 \cdot \sqrt{\frac{1}{4} x+1} – 1= 2 \cdot \sqrt{\frac{1}{4} x+1} +1$|c) $3 \cdot \sqrt{3x-5} – 2 = 2 \cdot \sqrt{3x-5} +2$| | ||
+ | |d) $\sqrt{ \frac{1}{3} x +7} – \sqrt{\frac{1}{2} x +6} =0$ |e) $\frac{1}{2} \cdot \sqrt{x+9} – \frac{1}{3} \cdot \sqrt{x+14} = 0$ |f) $\sqrt{3x-7} – \sqrt{4x-9} = 0$ | | ||
+ | |g) $5 \cdot \sqrt{3 x - 8} – \sqrt{7 x +4 }=0$ |h) $7 \cdot \sqrt{15 x + 4} – 3 \cdot \sqrt{50 -3 x } = 0$ |i) $\sqrt{x+9}- \sqrt{x} = 1$ | | ||
+ | |j) $\sqrt{4x-3}+ 2 \cdot \sqrt{x}=3$ | ||
+ | |||
+ | ^Lösungen (unsortiert) | ||
+ | |L={3} L={7} L={12} x=2 L={} L={6} L={3} $L=\{\frac{1}{3}\}$ L={-5} L={16} L={1} L={19} L={17} | ||
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