Benutzer:Buss-Haskert/Vorbereitungskurs ZP 10 Mathematik/Gleichungen

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Schulbuch: Schnittpunkt Mathematik 10 - Differenzierende Ausgabe, Klett-Verlag

Gleichungen lösen

Einstiegstest: Terme und Gleichungen (hilfsmittelfreier Teil)

1 Denke dir eine Zahl a aus. Addiere 4 und multipliziere das Ergebnis mit 4. Welcher Term gibt den Sachverhalt richtig an?

a·4 + a
(a+4)·4
a
a + 4

2 Denke dir eine Zahl x aus. Addiere 5 und multipliziere das Ergebnis mit 6. Welcher Term gibt den Sachverhalt richtig an?

x·5 + 6
x + 6·5
6·(x + 5)
x

3 Löse die Klammer auf und fasse anschließend den Term so weit wie möglich zusammen. 4·(2 - x) + 2x?

8 - 2x
8 + 2x
8
6x

4 Löse die Gleichung: 12x - 2 = 0

x = 6
x = -6
x =
x = -

5 Löse die Gleichung: 5x - 3 = 26x

x = 7
x =
x = -7
x = -

6 Löse die Gleichung: 24x - 6 = 14 - 6x

x = 1,5
x =
x = 2,25

7 Die Summe von drei aufeinanderfolgenden natürlichen Zahlen beträgt 36. Welche Bedeutung hat n in der zugehörigen Gleichung (n-1) + n + (n+1) = 36 ?

die kleinste Zahl
die mittlere Zahl
die größte Zahl
die Summe der Zahlen

8 Wie viele Lösungen hat das lineare Gleichungssystem. (Begründe!)

I y = 3x + 5

II y = 3x + 2

unendlich viele Lösungen
eine Lösung
keine Lösung

9 Löse das lineare Gleichungssystem (ausführlich in deinem Heft). Wie lautet die Lösung?

I -2x - y = 1

II 3x + y = -1

(1|-1)
(0|1)
(0|-1)
(-1|1)

10 Löse die Gleichung (Schritt für Schritt im Heft): (x - 5)(x + 8) = 0. Wie lauten die Lösungen?

x1 = 5; x2 = -8
x1 = -5; x2 = 8
x1 = 5; x2 = -5
x1 = 8; x2 = -8

11 Löse die Gleichung (Schritt für Schritt im Heft): x² - 18x + 17. Wie lauten die Lösungen?

x1 = -18; x2 = 17
x1 = 18; x2 = -17
x1 = 17; x2 = 1
x1 = 18; x2 = 1


Auswertung des Eingangstests

Schau, welche Aufgaben du schon gut lösen konntest und bei welchen du noch Schwierigkeiten hattest. Übe dann passend.

  • Terme Nr. 1-3
  • Lineare Gleichungen Nr. 4-7
  • Lineare Gleichungssysteme Nr. 8,9
  • Quadratische Gleichungen Nr. 10,11


Übung

Löse die Aufgaben aus dem Buch und vergleiche deine Lösungen. Nutze bei Bedarf die Zusammenfassungen in diesem Lernpfad.

  • Terme: S. 147 und S. 118, P1 - P9
  • Lineare Gleichungen: S. 148 und S. 119, P10 - 19
  • Lineare Gleichungssysteme: S. 149 und S.120, P22 - P28
  • Quadratische Gleichungen: S. 151, N. 5,6 und S. 121, P35 - P37; P39-P41

1. Terme aufstellen und zusammenfassen

Merksätze
Terme addieren und subtrahieren

Gleiche Variablen (gleichartige Terme) dürfen wir beim Addieren und Subtrahieren zusammenfassen.

Vorsicht: Unterschiedliche Variablen dürfen nicht addiert/subtrahiert werden!

Terme addieren und subtrahieren Beispiele.png

Videos
Übungen


Merksätze
Terme multiplizieren und dividieren

Wir dürfen beim Multiplizieren die Reihenfolge der Faktoren vertauschen. Danach multiplizieren wir die Zahlen und fassen gleiche Faktoren zu Potenzen zusammen.

Beim Dividieren durch eine Zahl dividiere nur die Zahlen.

Beispiele:
a) a∙a = a²
b) 4b∙0,2b = 4∙0,2∙b∙b = 0,8b²
c) 12x∙7y = 12∙7∙x∙y = 84xy
d) 0,5c∙3d²∙6c = 0,5∙3∙6∙c∙c∙d² = 9c²d²
e) 6ab:3b = = 2∙a (gekürzt)

Videos
Übungen

Merksätze
Erinnerung: Terme mit Klammern (Klasse 8)
Präge dir die Regeln zum Auflösen von Klammern ein. Notiere als Hilfe die entsprechenden Symbole hinter den Termen.

Zusammenfassung Terme mit Klammern1.png

Videos
Übungen


2. Gleichungen

Merksätze
Gleichungen

Je nachdem, in welcher Potenz die Variable vorkommt, unterschieden wir zwischen verschiedenen Gleichungen.
Lineare Gleichung: Die Variable kommt nur in einfacher Potenz vor, also x.
Beispiel: 3x + 4 (x - 3) = 4 - (3 - x) + 2
Quadratische Gleichung: Die Variable kommt in quadratischer Form vor, also x².
Beispiel: -2x² + 2x + 24 = 0

Gleichungen höheren Grades: Die Variable kommt in höherer Potenz vor.
Beispiel: 375 = 3x³
Übungen


Merksätze
Gleichungen lösen

Gleichungen lösen durch
Termumformungen: Klammern auflösen und Terme zusammenfassen

Äquivalenzumformungen: Auf beiden Seiten der Gleichung denselben Term addieren/subtrahieren bzw. durch dieselbe Zahl dividieren (außer 0)
Video


2.1 Lineare Gleichungen lösen

Merksätze
Gleichungen lösen Schritt für Schritt
Gleichungen lösen Schritt für Schritt 119.png

Video
Übungen
Übung online

In der nächsten Übung fasse zunächst auf beiden Seiten so weit wie möglich zusammen. Danach löse Schritt für Schritt. (Übungen von realmath)


2.2 Lineare Gleichungssysteme (LGS)

Merksätze
Lineare Gleichungssysteme

Zwei lineare Gleichungen mit je zwei Variablen bilden ein lineares Gleichungssystem. Du hast verschiedene Möglichkeiten, ein LGS zu lösen:

  • zeichnerisch
  • Gleichsetzungsverfahren
  • Additionsverfahren (Subtraktionsverfahren)
  • Einsetzungsverfahren

Zusammenfassung LGS.png

Anzahl der Lösungen eines LGS zeichnerisch Aufgaben vollständig.png
Videos
Zeichnerisch lösen:
Gleichsetzungsverfahren:
Additionsverfahren:
Einsetzungsverfahren:
Merksätze
Das Gleichsetzungsverfahren
Beim Gleichsetzungsverfahren löst man beide Gleichungen nach derselben Variablen auf. Die zugehörigen Terme werden gleichgesetzt, diese Gleichung hat nur noch eine Variable.

Gleichsetzungsverfahren Schritt für Schritt.png

Video
Übungen
Übung online
Bearbeite die nachfolgenden LearningApps zum Gleichsetzungsverfahren.


Merksätze
Das Additionsverfahren
Beim Additionsverfahren werden die Gleichungen so umgeformt, dass beim Addieren (bzw. Subtrahieren) eine Variable wegfällt. Diese Gleichung hat nur noch eine Variable.

Additionsverfahren Schritt für Schritt berichtigt 1.png

Video
Übungen
Übung
Bearbeite die nachfolgenden LearningApps zum Additionsverfahren.


Merksätze
Das Einsetzungsverfahren
Beim Einsetzungsverfahren wird eine Gleichung nach einer Variablen aufgelöst. Der erhaltene Term wird dann in die andere Gleichung eingesetzt. Diese Gleichung hat nur noch eine Variable.

Einsetzungsverfahren Schritt für Schritt.png

Video
Übungen
Übung online
Bearbeite die nachfolgenden LearningApps zum Einsetzungsverfahren.



2.3 Quadratische Gleichungen lösen

Merksätze
Formen quadratischer Gleichungen

Es gibt verschiedene Formen quadratischer Gleichungen und diese werden auf verschiedene Arten gelöst.

  1. Rein quadratische Gleichungen: ax² + c = 0
  2. Gemischt quadratische Gleichungen - Normalform: x² + px + q = 0
  3. Gemischt quadratischer Gleichungen - allgemeine Form: ax² + bx + c = 0
Videos Übersicht zur Lösung quadratischer Gleichungen:
rein quadratische Gleichungen lösen
Gleichungen in der Normalform lösen mit der p-q-Formel
Gleichungen in allgemeiner Form lösen
Übung Ordne in der nachfolgenden LearningApp, um welche Form quadratischer Gleichungen es sich handelt.


Merksätze
Rein quadratische Gleichungen lösen

Eine quadratische Gleichung heißt rein quadratisch, wenn die Variable ausschließlich in der zweiten Potenz vorkommt:
    ax² = c.

Löse durch Wurzelziehen.

Beispiel:
6x² + 10 = 394   |-10
6x² = 384    |:6
x² = 64    |±
x1/2 = ± 8
x1 = -8; x2 = 8

Video
Übung

Merksätze
Gemischt quadratische Gleichungen lösen mit der p-q-Formel


Damit diese Formel angewendet werden darf, muss die gemischt quadratische Gleichung in der sogenannten Normalform gegeben sein:
x² + px + q = 0 Dann werden die Werte für p und q bestimmt und in die Formel eingesetzt:
x1/2 = -

Achte dabei auf die Vorzeichen von p und q.
Die Struktur muss also so sein, dass die Zahl 1 der Koeffizient von x² ist (also "nichts" vor x² steht, die 1 können wir uns denken) und die andere Seite der Gleichung 0 ist. Dann ist p der Koeffizient von x (also die Zahl vor x) und q ist die Zahl ohne Variable.
Video
Übung Übe zunächst das Umstellen der Gleichung ein die Normalform und die Bestimmung von p und q.


Beispiel:
x² - 22x + 72 = 0  |Setze ein: p=-22; =-11; -=11; q=72
x1/2 = 11
x1/2 = 11
x1/2 = 11
x1/2 = 117
x1 = 18; x2 = 4

Kurzschreibweise:
x² - 22x + 72 = 0  |Setze ein: p=-22; =-11; -=11; q=72
x1/2 = 11
x1/2 = 117
x1 = 18; x2 = 4

Merksätze
Allgemein quadratische Gleichungen lösen

Allgemein quadratische Gleichungen sind Gleichungen in der Form ax² + bx + c = 0.
Im Unterschied zur Normalform ist hier der Koeffizient von x² eine beliebige Zahl a.
1. Schritt: Forme in die Normalform x² + px + q = 0 um.

2. Schritt: Wende die p-q-Formel x1/2 = - an.

Beispiel:
2x² - 5x - 12 = 0   |:2 (in die Normalform umwandeln, dann p-q-Formel anwenden)
x² - 2,5x - 6 = 0  |Setze ein: p=-2,5; =1,25; -=-1,25; q=-6
x1/2 = 1,25
x1/2 = 1,252,75
x1 = -1,5; x2 = 4

Übungen Übe das Umwandeln in die Normalform:


Merksätze
Gemischt quadratische Gleichungen lösen durch quadratische Ergänzung

Hat die Gleichung die Form x² + bx + c = 0, löst du die Gleichung mithilfe der quadratischen Ergänzung:

Stelle die Gleichung um: x² + bx = -c.
Mithilfe der quadratischen Ergänzung auf beiden Seiten der Gleichung, wird dann der Term x² + bx zu einem Binom umgeformt. Dann wird auf beiden Seiten der Gleichung die Wurzel gezogen.
Video
Übung


Merksätze
Anzahl der Lösungen quadratischer Gleichungen

Die Anzahl der Lösungen quadratischer Gleichungen hängt vom Radikand ab(vom Wert unter der Wurzel). Der Radikand wird Diskriminante D genannt.
Die Anzahl der Lösungen ist abhängig von D.

Die Gleichung hat zwei Lösungen, eine oder keine Lösung, wenn die Diskriminante D positiv, null oder negativ ist.

Beispiele:

D > 0, zwei Lösungen:

1. x² + 6x + 5 = 0  |
x1/2 = -3
x1/2 = -3  D = 4 (positiv)
x1/2 = -32   x1 = -1 ; x2 = -5

D = 0,eine Lösung:

2. x² + 6x + 9 = 0  |
x1/2 = -3
x1/2 = -3  D = 0
x1/2 = -30

D < 0,keine Lösung:

3. x² + 6x + 10 = 0  |
x1/2 = -3
x1/2 = -3  D < 0 (negativ)

ist nicht lösbar, da das Quadrat einer Zahl niemals negativ ist, also die Wurzel nie aus einer negativen Zahl gezogen werden kann.
Übung


Übung online
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