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Gegeben:
Im vorigen Fall haben wir bereits Wurzelgleichungen mit 2 Wurzeln
betrachtet, bei denen der eine Wurzelexponent ein Vielfaches des anderen Wurzelexponent.
Nun lassen wir diese Einschränkung fallen, und betrachten eine
Wurzelgleichung mit den Exponenten 9 und 6: |
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Wurzeln als
Potenzen schreiben:
Zuerst schreiben wir die
Wurzeln als "Potenzen mit rationalen Exponenten".
Dazu benutzen wir folgende Formel aus dem Kurs Potenzrechnung:
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Hauptnenner der Wurzeln finden:
Jetzt wollen wir die
Potenzen auf den kleinesten gemeinsamen Nenner bringen. Der Hauptnenner
von 1/9 und 1/6 ist 1/18. Deshalb müssen wir den Exponenten auf
der linken Seite mit 2 erweitern, und den Exponenten auf der rechten
Seite mit 3: |
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Vereinfachen:
Vereinfache die Exponenten: |
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Potenziere mit dem gemeinsamen Nenner:
Nun hat bei beiden Potenzen der Exponent den gleichen Nenner 18, und wir
können mit 18 potenzieren, wodurch ganzzahlige Exponenten entstehen |
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Vereinfachen:
Fasse die Exponenten auf der linken bzw. rechten Seite jeweils zusammen.
Benutze dazu das folgende Potenzgesetz aus dem Kurs "Potenzen":
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Vereinfachen:
Kürze die Exponenten auf der linken bzw. rechten Seite: |
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Die Klammern auf der linken
bzw. rechten Seite können wir
nun
entweder ausmultiplizieren, oder die Binomischen Formeln anwenden: |
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Nun bringen wir alle
Summanden auf die linke Seite: |
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Wir multiplizieren mit
–1, damit die Gleichung
übersichtlicher wird: |
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Kubische
Gleichung > Lösung raten:
Wir erhalten eine Polynomgleichung 3.Grades (kubische Gleichung), jedoch
ist die Lösungsformel für Polynomgleichungen 3.Grades Schülern meist
nicht bekannt. Wir haben aber schon einen Satz aus der Algebra
kennengelernt, der oft weiterhilft: Falls eine
Gleichung mit ganzzahligen Koeffizienten ganzzahlige Lösungen haben
sollte, dann sind sie unter den Teilern des Absolutgliedes (hier: –28)
zu finden.
Wir setzen also die Teiler des Absolutgliedes (1,
–1, 2, –2, 4, –4, ...) in die kubische Gleichung ein. Bei x=2
haben wir Glück. Weil x=2 die kubische Gleichung erfüllt, ist x=2 auch
eine Lösung der Wurzelgleichung. |
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Nun suchen wir weitere
Lösungen. Ein weiterer (uns bekannter) Satz aus der Algebra sagt: Wenn x=2 eine Lösung der
Gleichung ist, dann ist die linke Seite der Gleichung durch (x–2)
teilbar. Wir führen also eine Polynomdivision mit (x–2)
durch: |
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Den Faktor (x–2)
bringen wir auf die andere Seite, und erhalten so die Faktorzerlegung
der algebraischen Gleichung: |
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Wir ersetzen in der
kubischen Gleichung den kubischen Term durch die Faktorzerlegung. Ein
Produkt ist aber genau dann Null, wenn einer oder beide der Faktoren
gleich Null sind. Wir müssen daher noch den ersten Faktor (linke
Klammer) gleich Null setzen |
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Quadratische Gleichung lösen:
Wir erhalten eine quadratische Gleichung |
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Die Lösungsformel für
quadratische Gleichungen lautete: |
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Einsetzen der Werte: |
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Weil die Diskriminante
negativ ist (negativer Radikant) hat die quadratische Gleichung keine
Lösung, und daher hat die Wurzelgleichung keine weiteren Lösungen. |
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Probe:
Nun muß noch die Probe für x1=2 gemacht werden, also für die
Lösung die wir weiter oben gefunden haben. Es ergibt sich eine wahre
Aussage (1=1). Daher ist x1=2 tatsächlich eine Lösung der Wurzelgleichung: |
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Lösungsmenge: |
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