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Nullstellen Wurzelgleichung

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Tags: Funktion, Funktionalanalysis, Wurzelfunktion

 
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Mathe-struggler

Mathe-struggler aktiv_icon

00:55 Uhr, 06.10.2024

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Hallo ich freue mich über Hilfe bei folgender Aufgabe:

√2x^2 - √x^2-1 +1=0

Ich vermute es gibt keine Nullstellen. Was sagt ihr? Danke schonmal!

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich bräuchte bitte einen kompletten Lösungsweg." (setzt voraus, dass der Fragesteller alle seine Lösungsversuche zur Frage hinzufügt und sich aktiv an der Problemlösung beteiligt.)
Hierzu passend bei OnlineMathe:
Funktion (Mathematischer Grundbegriff)
Wurzelfunktionen (Mathematischer Grundbegriff)
Nullstellen (Mathematischer Grundbegriff)
Vielfachheit einer Nullstelle (Mathematischer Grundbegriff)

Online-Übungen (Übungsaufgaben) bei unterricht.de:
 
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Roman-22

Roman-22

03:47 Uhr, 06.10.2024

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Anstatt Vermutungen aufzustellen hättest du dich lieber bemühen sollen, deine Gleichung hier in lesbarer Form darzustellen. Wenn du schon nicht die einfachen Formelsatzmöglichkeiten, die hier angeboten werden (klicke im Editorfenster mal auf "Wie schreibt man Formeln?"), nutzt, dann musst du wenigstens Klammern setzen um klar zu stellen, welche Ausdrücke unter den Wurzeln stehen sollen.

Wenn die Gleichung so aussieht, wie ich vermute, dann hat sie vier Lösungen. Warum sollte sie denn keine haben?
Aber du kannst ja deine Rechnung gern hier zu Kontrolle zeigen.
Du kannst auch mal Wolfram Alpha befragen um zu sehen, ob deine Vermutung bestätigt wird.
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KL700

KL700 aktiv_icon

05:59 Uhr, 06.10.2024

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Falls gemeint ist:

2x2-x2-1+1=0

2x2=x2-1-1 |quadrieren

2x2=x2-2x2-1+1-1

x2=-2x2-1 |quadrieren

x4=4(x2-1)

x2-4x2+4=0

(x2-2)2=0

x2-2=0


x2=2

x=±2

Überprüfe die Lösungen, weil Quadrieren keine Äquivalenzumformung ist.
Es kann zu Scheinlösungen kommen.




Antwort
HAL9000

HAL9000

11:54 Uhr, 06.10.2024

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@Mathe-struggler

Dein Beitrag ist leider missverständlich, was den Geltungsbereich der Wurzelsymbole betrifft - KL700 hat eine mögliche Interpretationsvariante durchgerechnet. Falls es stattdessen um 2x2-x2-1+1=0 gehen sollte:

Die hat tatsächlich keine reellen (!) Lösungen, was man mit Substitution y=x2-1 unmittelbar sieht:

Die dabei entstehende quadratische Gleichung 2(y2+1)-y+1=0 hat wg. negativer Diskriminante keine reellen Lösungen - allerdings hat sie komplexe Lösungen, die dann nach Rücksubstitution auch komplexe x-Lösungen der Originalgleichung nach sich ziehen (müssten insgesamt vier sein, ja).

Frage beantwortet
Mathe-struggler

Mathe-struggler aktiv_icon

21:32 Uhr, 06.10.2024

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Hi Roman, ich habe keine leere Vermutung gestellt sondern die Aufgabe auf 2 mögliche Varianten berechnet gehabt. Deshalb der späte Upload meiner Frage. Bin neu hier und habe das mit dem digitalen Zeichner noch nicht richtig drauf. Bei meiner Version habe ich die zweite Wuzel nicht zuerst auf die andere Seit gebracht und am Ende kommen Brueche heraus, welche nicht viel Sinn machen. Um Hilfe bitten heisst nicht immer, dass man sich selbst nicht schon mit dem Problem auseinander gesetzt hat. =)
Mathe-struggler

Mathe-struggler aktiv_icon

21:52 Uhr, 06.10.2024

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Danke fuer deine Hilfe. Ich habe nochmal nach deinem Verfahren nachgerechnet, es handelt sich um eine leere Lösungsmenge.
Mathe-struggler

Mathe-struggler aktiv_icon

23:39 Uhr, 06.10.2024

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Wenn ich das oben beschriebene Verfahren fuer 2x+5-4x4=-1 anwende, dann komme ich nicht auf die Lösung (Lösung in diesem Falle x1=10 und x2=2). Wenn also hinter dem Minus eine negative Zahl steht, tut man dann nicht die Wurzel nach rechts ziehen und einfach direkt quadrieren?
Antwort
Roman-22

Roman-22

00:25 Uhr, 07.10.2024

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> Wenn ich das oben beschriebene Verfahren
In diesem Forum ist leider nicht ersichtlich, auf welchen Beitrag geantwortet wird. Daher ist unklar, welches Verfahren du meinst, das vorgerechnete von KL700 oder den Kniff mit der Substitution von HAL9000.

> dann komme ich nicht auf die Lösung
Dann solltest du deine Rechnung hier posten, damit man dir den Fehler aufzeigen kann.

> Wenn also hinter dem Minus eine negative Zahl steht
???????
Wörtlich genommen würde das so etwas wie ...-(-5)... bedeuten (da steht hinter dem Minus die negative Zahl -5)

> tut man dann nicht die Wurzel nach rechts ziehen und einfach direkt quadrieren?
Das wäre hier sehr sinnvoll, ja.
Und dabei solltest du auf
2x+5=4x-4-24x-4+1
kommen.
Jetzt zusammenfassen und die Wurzel isolieren, d.h. alles außer dem Wurzelausdruck auf eine Seite brinen, die Wurzel allein auf die andere.
Dann wieder quadrieren und man sollte im eigenen Interesse vorher noch die Gleichung beidseits durch 2 dividieren um die auftretenden Zahlen klein zu halten.
Zusammengefasst solltest du dann auf die quadratische Gleichung x2-12x+20=0 kommen, die tatsächlich die von dir genannten Lösungen hat.
Wegen des Quadrierens ist die Probe für beide Lösungen aber Pflicht!
EDIT: Das relativiert dann vielleicht auch die von dir genannte Lösung x2=2

Man könnte hier auch von Beginn an teilweise Wurzelziehen 4x-4=2x-1, muss man aber nicht, da es hier wenig bringt und Ungeübte beim Quadrieren dadurch vielleicht eher Fehler machen.

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HAL9000

HAL9000

08:55 Uhr, 07.10.2024

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> Wegen des Quadrierens ist die Probe für beide Lösungen aber Pflicht!

Vermeiden kann man die Probe allenfalls mit durchgehend äquivalenten Umformungen - Beispiel:

Auch hier wieder per Substitution, diesmal y=2x+5. Dann ist offenbar y0, und es gilt 2x=y2-5 und weiter 4x-4=2y2-14, was die Gleichung 2x+5-4x-4=-1 überführt in

y+1=2y2-14

Eine Quadrierung hier ist eine Äquivalenzoperation, da auf beiden Seiten sicher nichtnegative Zahlen stehen!

y2+2y+1=2y2-14
0=y2-2y-15=(y-5)(y+3)

Einzige nichtnegative y-Lösung ist y=5, nach Rücksubstitution ergibt das x=y2-52=10.

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KL700

KL700 aktiv_icon

10:26 Uhr, 07.10.2024

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Die Lösung x=10 findet man schnell durch Probieren.
Die 1. natürliche Quadratzahl, aus der sich eine Wurzel ziehen lässt, ist 25, das man aus 2x+5
bilden kann mit x=10.
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