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Äquivalenzumformung

5 Aufgaben mit Lösungen

a) ·x

  • Gegeben ist die Gleichung: 4=3




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Man sieht die Lösungsschritte einer linearen Gleichung:☛


  • Die Lösungsmenge ist also die leere Menge: L={}
  • Man formt nun um:
  • 4=3 | ·x
  • 4·x = 3·x
  • Die Lösungsmenge hat sich verändert.
  • Was ist jetzt die Lösungsmenge?

b) :x

  • Gegeben ist die Gleichung: x² = x
  • Die Lösungsmenge ist: L={0;1}
  • Nun dividiert man beide Seiten durch x:
  • x²=x | :x
  • Das gibt: x=1
  • Was ist jetzt die Lösungsmenge?

c) ²

  • Gegeben ist die Gleichung: x-2 = 8
  • Die Lösungsmenge ist: L={10}
  • Nun quadriert man beide Seiten:
  • x-2 = 8 | ²
  • Das gibt: (x-2)² = 64
  • Was ist die neue Lösungsmenge?

d) √

  • Gegeben ist die Gleichung: (x+3)² = 121
  • Die Lösungsmenge ist: L={-14;8}
  • Von beiden Seiten die Wurzel ziehen:
  • (x+3)² = 121 | √
  • Das gibt: x+3 = 11
  • Was ist die neue Lösungsmenge?

e) ·0

  • Gegeben ist die Gleichung: 4x+2 = 7x-7
  • Die Lösungsmenge ist: L={3}
  • Nun multipliziert man beide Seiten mit 0:
  • 4x+2 = 7x-7 | ·0
  • Das gibt: 0 = 0
  • Was ist die neue Lösungsmenge?

f)

  • Es sind zwei Gleichungen zum Vergleich gegeben.
  • Römisch II entstand durch Quadrieren aus römisch I:
  • I: x=4
  • II: x·x = 16
  • Bestimme die Lösungsmenge beider Gleichungen

g) 1=0

  • Die folgende Beweisführung, dass Eins gleich Null ist, enthält einen Fehler.
  • Sie wird dem englischen Mathematiker August de Morgan zugeschrieben.
  • Eine der Umformungen ist nicht äquivalent:
  • Schritt 1: x=1
  • Schritt 2: Beide Seiten mit x malnehmen: x·x=x
  • Schritt 3: Eins auf beiden Seiten abziehen: x·x-1 = x-1
  • Schritt 4: Beide Seiten durch x-1 teilen: (x·x-1):(x-1) = (x-1):(x-1)
  • Schritt 5: Links dritte binomische Formel anwenden: x+1 = 1
  • Schritt 6: Auf beiden Seiten eins wegnehmen: x=0
  • Am Anfang wurde festgelegt, dass x immer 1 sein soll.
  • Welcher der sechs Schritte war keine Äquivalenzumformung?

Lösungen


a) L={0}
b) L={1}
c) L={-6;10}
d) L={8}
e) L=ℝ

f) I hat L={4} und II hat L={-4;4}
g) Schritt 4 ist für x=1 nicht definiert