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Quadratische Gleichung und Nullstellen in R

Schüler

Tags: Diskriminante, Nullstell, quadratisch gleichung

 
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Scythwolf

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14:43 Uhr, 04.03.2024

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Hallo! Bei folgendem Ausdruck:

a ∙ x2+bx+c=0

Und dem Text:
Eine quadratische Gleichung der Form a ∙ x2+bx+c=0 mit ____1____ hat in
jedem Fall ___2_____.

wobei 1 folgendes sein kann
a>0 und c>0
a>0 und c<0
a<0 und c<0

und 2 sein kann:
zwei verschiedene reelle Lösungen
genau eine reelle Löung
keine reelle Lösung

Was ist davon richtig?
Diese Frage ist ja nicht eindeutig zu beantworten, oder? Bei a>0 und c>0 kann es eine bis keine Lösung in R geben, da sie entweder immer >0 ist oder wie im Fall von (x-3)² ein Nullstelle hat. Das gleiche gilt dann auch auch für a<0 und c<0.
Nur a>0 und c<0 müsste doch immer zu zwei verschienen Lösungen führen.

Das heißt, dass alle drei Punkte aus 1 mindestens eine Lösung in 2 finden oder?



Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Hierzu passend bei OnlineMathe:
Mitternachtsformel
Nullstellen (Mathematischer Grundbegriff)
Vielfachheit einer Nullstelle (Mathematischer Grundbegriff)

Online-Übungen (Übungsaufgaben) bei unterricht.de:
 
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
HAL9000

HAL9000

15:18 Uhr, 04.03.2024

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Darüber gibt Diskriminante D=b2-4ac Auskunft:

Mit a>0 und c<0 ist auf jeden Fall D>0, und damit hat die quadratische Gleichung zwei verschiedene reelle Lösungen.

> Diese Frage ist ja nicht eindeutig zu beantworten

Doch, ist sie. Die Schlüsselformulierung ist "in jedem Fall": Wenn ein Fall wie a>0,c>0 je nach Wahl von b alle drei Fälle 0,1 oder 2 reelle Lösungen ermöglicht, dann kann man den Fall hier wo eine klare Zuordnung gefordert wird gleich vergessen.

Scythwolf

Scythwolf aktiv_icon

15:41 Uhr, 04.03.2024

Antworten
Danke für die Antwort.
Für a>0 und c>0 müssten zwei Antworten richtig sein: Eine Lösung (die Nullstelle) und keine Lösung, oder?
ZB 2x2-6x+9 ist immer >0
aber x2-6x+9 hat eine Lösung für 2x2-6x+9=0

Damit muss in 2 'keine reelle Lösung' und 'eine reelle Lösung' stimmen, oder?
Antwort
HAL9000

HAL9000

15:53 Uhr, 04.03.2024

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> Für a>0 und c>0 müssten zwei Antworten richtig sein

Man kann auch der Meinung sein, dass alle drei Antworten falsch sind: Weil man dann für jede der drei Antworten ein b angeben kann, wo sie falsch ist. :(


Ich hatte die Aufgabe so verstanden, dass man einen der drei Fälle für --1-- auswählt und zugehörig genau (!) eine der drei möglichen Antworten für --2--.

Und diese beiden Auswahlen sollen so getroffen werden, dass das besonders betonte "in jedem Fall" dann auch zutrifft, und das sehe ich als "für jedes b".

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werrwirrwarr

werrwirrwarr aktiv_icon

15:57 Uhr, 04.03.2024

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Hm. HAL9000 hat zum Lösen Deines Problems alles schon gesagt.

Für den Fall, dass Dir das Gesagte doch nicht ausreicht:

(1) Die Gleichung ax2+bx+c=0 lässt sich auch sich auch als Gleichung einer quadratischen Funktion verstehen, wenn die Koeffizienten a,b und c zusammen gerade den Funktionswert Null produzieren, oder? Dann läuft Dein Problem auf die Frage hinaus: Wieviele Nullstellen hat diese Funktion?

(2) Die Gleichung ax2+bx+c=0 ist quadratisch in allgemeiner Form, soll heißen: Die gute alte p-q-Formel können wir nicht nutzen. Nützlich sind hier die Angaben zu den Nullstellen der entsprechenden Funktion:
x1,2=-b2a±b2-4ac4a2
Die Diskriminante darf nicht kleiner als Null werden, weil im Reellen keine Wurzel aus einer negativen Zahl gezogen werden kann.

HAL9000 hat also völlig recht (das weiß er und braucht nicht auch noch meine Bestätigung), wenn er fordert:"Mit a>0 und c<0 ist auf jeden Fall D>0, und damit hat die quadratische Gleichung zwei verschiedene reelle Lösungen."

(3) Richtig ist also nur (eben wegen der Forderung "in jedem Fall") die Aussage:
"Eine quadratische Gleichung der Form a ∙ x2+bx+c=0 mit a>0 und c<0 hat in
jedem Fall zwei verschiedene reelle Lösungen."
Alle anderen Kombinationen sind nicht richtig.

Frage beantwortet
Scythwolf

Scythwolf aktiv_icon

16:45 Uhr, 04.03.2024

Antworten
Hallo ihr beiden!
Vielen Dank für eure Antworten. Ich denke mir, dass die Frage damit eindeutig beantwortet ist.

Ich habe auch herausgefunden, wo mein Fehler in der Herangehensweise war:

Mein Problem (und das ist wohl nur meines, weil ich die Frage zu kompliziert mache) mit dieser Fragestellung ist, dass ich sie so interpretiere, dass es zu 1 auch mehrere korrekte Antworten in 2 geben kann. Diese Interpretation ist aber semantisch und bestenfalls für eine Abstraktion korrekt: Denn ax² + bx +c KANN für eine Aussage in 1 mehrere Antworten in 2 haben... hmmm... aber sogar alle drei Antworten in 2 können ja richtig sein, wenn ab oder c selbst andere Werte als positive annehmen).

Mathematisch führt das aber spezifisch doch zu einem Widerspruch (es kann ja für eine spezifische Gleichung nur gelten, dass es entweder nur eine Lösung gibt oder keine, aber es kann ja nicht sein, dass es gleichzeitig eine und keine Lösung gibt.), semantisch aber nicht. Ich bin semantisch an das herangegangen und habe deswegen die mathematisch falsche Lösung produziert.

Danke für die Klärung und Feststellung meines Fehlers! Ich bin da falsch herangegangen. Super! Danke für eure Mühe!