Mathematik verstehen 5, Schulbuch

62 3 QUADRATISCHE GLEICHUNGEN 3.2 Lösungsformeln für quadratische Gleichungen Normierung quadratischer Gleichungen Eine quadratische Gleichung a · x2 + b · x + c = 0 mit a ≠ 0 kann stets so umgeformt werden, dass der Koeffizient von x2 (dh. die Zahl vor x2) gleich 1 ist: a · x2 + b · x + c = 0 1 : a x2 + ​b _ a ​·x+​ c _ a ​= 0 Setzt man zur Abkürzung ​b _ a ​=pund​ c _ a ​= q, erhält man: x2 + p · x + q = 0 Man bezeichnet eine Gleichung der Form x2 + p · x + q = 0 (dh. eine quadratische Gleichung, bei der der Koeffizient von x2 gleich 1 ist) als normierte quadratische Gleichung. Gleichungen der Form ​x​ 2 ​+ p x + q = 0 R 3.11 Löse: a) x2 –2x+1=0 b) x2 –2x–8=0 c) x2 +2x+5=0 LÖSUNG In a) wenden wir die binomische Formel a 2 –2ab+b2 = (a – b)2 an. Damit wir auch in b) und c) eine entsprechende binomische Formel anwenden können, addieren wir zuerst auf beiden Seiten eine geeignete Zahl, sodass die linke Seite die Form a2 ±2ab+b2 erhält. (Man bezeichnet diesen Vorgang als „Ergänzen auf ein vollständiges Quadrat“.) a) x2 –2x+1=0 (x – 1)2 = 0 x – 1 = 0 x = 1 L = {1} b) x2 –2x–8=0 1 + 9 x2 –2x+1=9 (x – 1)2 = 9 x–1=±3 x = 1 ± 3 x = 4 = x = – 2 L = {–2; 4} c) x2 +2x+5=0 1 – 4 x2 +2x+1=–4 (x + 1)2 = – 4 Es gibt keine Lösung, da die linke Seite º 0 und die rechte Seite < 0 ist. L = { } Wir führen diese Schritte jetzt allgemein durch: x2 +px+q=0 1 + ​( ​ p _ 2 ​) ​ 2 ​– q x2 +px+​( ​ p _ 2 ​) ​ 2 ​= ​( ​ p _ 2 ​) ​ 2 ​– q ​(x + ​ p _ 2 ​) ​ 2 ​= ​( ​ p _ 2 ​) ​ 2 ​– q Nun unterscheiden wir folgende Fälle: 1. Fall: ​( ​ p _ 2 ​) ​ 2 ​– q > 0 x + ​ p _ 2 ​= ± ​� ______ ​ ( ​ p _ 2 ​) ​ 2 ​– q ​ x = – ​ p _ 2 ​± ​� ______ ​ ( ​ p _ 2 ​) ​ 2 ​– q ​ 2. Fall: ​( ​ p _ 2 ​) ​ 2 ​– q = 0 x + ​ p _ 2 ​= 0 x = – ​ p _ 2 ​ 3. Fall: ​( ​ p _ 2 ​) ​ 2 ​– q < 0 ​(x + ​ p _ 2 ​) ​ 2 ​= ​( ​ p _ 2 ​) ​ 2 ​– q } } º 0 < 0 genau zwei Lösungen genau eine Lösung keine Lösung Die Zahl D = ​( ​ p _ 2 ​) ​ 2 ​– q heißt Diskriminante der Gleichung x2 + p x + q = 0, weil man mit ihrer Hilfe entscheiden kann, welcher Lösungsfall eintritt ​(discriminare (lat.) = unterscheiden).​ R Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

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