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17012 - Internetbibliothek für Schulmathematik

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ALGEBRA<br />

mit dem<br />

CASIO ClassPad 300PLUS<br />

Teil 2<br />

Mittelstufen-Algebra<br />

Auf dem Niveau der Klasse 8 bis 10.<br />

Datei Nr. <strong>17012</strong><br />

Hier nur 15 Seiten als Demo<br />

Die Originaldatei gibt es auf der Mathe-CD<br />

Friedrich W. Buckel<br />

Demo: Mathe-CD<br />

Juni 2006<br />

INTERNETBIBLIOTHEK FÜR SCHULMATHEMATIK<br />

www.mathe-cd.de


Die Version 2.0 zeigt dieses Menü:<br />

Demo: Mathe-CD


INHALT<br />

§ 3 Termumformungen 1<br />

3.1 Zusammenfassen von Summen 1<br />

3.2 Produkte mit Klammern 1<br />

3.2 Binomische Formeln 2<br />

3.3 Faktorisieren 3<br />

3.4 Brüche zusammenfassen / zerlegen (Polynomdivision) 6<br />

3.5 Terme ordnen und Zusammenfassen 8<br />

3.6 Quadratische Ergänzung und Parabelgleichungen 8<br />

3.7 Aufgaben 8<br />

§ 4 Wurzelalgebra 9<br />

§ 5 Gleichungen mit einer Unbekannten 11<br />

5.1 Einfache Gleichungen 11<br />

5.2 Wurzelgleichungen 13<br />

5.3 Gleichungen höheren Grades 14<br />

5.4 Gleichungen numerisch lösen 15<br />

5.5 Exponentialgleichungen 19<br />

5.6 Logarithmusgleichungen 21<br />

5.7 Trigonometrische Gleichungen 23<br />

§ 6 Gleichungssysteme 35<br />

6.1 Zwei Gleichungen mit zwei Unbekannten 35<br />

6.2 Eine Geradenschar untersuchen 38<br />

6.3 Zwei Gleichungen mit zwei Unbekannten und<br />

einem Parameter 44<br />

6.4 Drei Gleichungen mit zwei Unbekannten 53<br />

6.5 Eine Parabelschar untersuchen 55<br />

6.6 Drei Gleichungen mit drei Unbekannten 57<br />

6.7 Zwei Gleichungen mit drei Unbekannten 59<br />

6.8 Lösung eines Gleichungssystems wie von Hand 60<br />

Demo: Mathe-CD


12912 Algebra 2 mit dem CASIO ClassPad 300 1<br />

3. Termumformungen<br />

3.1 Zusammenfassen von Summen<br />

Wir beginnen mit einfachen Termen:<br />

a) 2x + 5y−3x− 8y soll zusammengefasst werden.<br />

Dies leistet der Befehl simplify.<br />

b) xy + 5x− 2y + 3xy<br />

Diese Aufgabe steht zweimal im Display.<br />

In der 2. Zeile wurden x und mit der<br />

festen Tastatur eingegeben. xy wird dann<br />

als Produkt von x und y interpretiert.<br />

In der 3. Zeile wurde mit der Software-Tastatur<br />

eingegeben. Jetzt bedeutet xy eine neue Variable,<br />

und nicht das Produkt x⋅y.<br />

Der Befehl simplify zeigt dies und fasst xy<br />

und 3xy nicht zusammen!<br />

Man erkennt die Variablen x, y, z, die mit der<br />

festen Tastatur eingegeben worden sind an<br />

der fetten kursiven Darstellung.<br />

3.2 Produkte mit Klammern<br />

a) 63x ( − 5) = 18x− 30<br />

Die Berechnung klappt mit simplify<br />

b) x6x ( + 5y)<br />

wird mit simplify nicht verarbeitet !<br />

Hier wird expand benötigt!<br />

c) Ebenso bei ( 4x + 2)( 3x− 7)<br />

!<br />

d) Der Term ( )( 3 1<br />

x5x 1 x )<br />

− + führt hier zu einer<br />

4 3<br />

unliebsamen Darstellung mit Dezimalzahlen.<br />

Kein Wunder, denn dies war ja die Grundeinstellung!<br />

Nach Anklicken des Ergebnisses und Anklicken des<br />

Umwandlungs-Icons entsteht das gewünschte Ergebnis.<br />

Dieses wurde in der letzten Zeile durchgeführt !<br />

Das nächste Display zeigt weitere Beispiele.<br />

e) ( x + 1)( x + 2)( x + 3 ) = ...<br />

1 1 1<br />

f) ( ) ( )<br />

x+ x+ x− 1 x=<br />

4 4 5<br />

Demo: Mathe-CD


12912 Algebra 2 mit dem CASIO ClassPad 300 2<br />

3.3 Binomische Formeln<br />

a) 1. Binomische Formel: ( ) 2 2 2<br />

x+ y = x + 2xy+ y<br />

b) 2. Binomische Formel: ( ) 2 2 2<br />

x− y = x − 2xy+ y<br />

2 2<br />

c) 3. Binomische Formel: ( x+ y)( x− y) = x − y<br />

Diese drei Formeln errechnet ClassPad 300 mit dem Befehl<br />

expand, der Terme in Summanden zerlegt.<br />

Doch wie macht man diese Formeln rückgängig, mit anderen Worten:<br />

2 2<br />

Wie kann man ClassPad dazu bringen, dass er aus x + 2xy+ y das Ergebnis<br />

( ) 2<br />

x+ y macht ? Das folgt in 3.4<br />

d) ( ) 3 3 2 2 3<br />

a+ b = a + 3a b+ 3ab + b<br />

e) ( ) 3 x− 4<br />

3 2 2 3<br />

= x − 3 ⋅x ⋅4+ 3 ⋅x⋅4 − 4<br />

3 2<br />

= x − 12x + 48x− 64<br />

f) ( ) 4 4 3 2<br />

x+ 3 = x + 12x + 54x + 108x+ 81<br />

g)<br />

2<br />

( 2a+ b− 3c) = ( 2a+ b− 3c)( 2a+ b− 3c)<br />

2 2 2<br />

= 4a + b + 9c + 4ab −12ac − 6bc<br />

h) ( ) 2 2 2 2<br />

a−b− c = a + b + c −2ab− 2ac+ 2bc<br />

i)<br />

2<br />

1 2 1 1 1<br />

x− + 1 = x + + 1−2⋅x⋅ + 2x−2⋅ ⋅1<br />

2<br />

⎛ ⎞<br />

⎜ ⎟<br />

⎝ x ⎠ x<br />

x x<br />

2 1 2<br />

2 1<br />

= x + + 1− 2+ 2x−<br />

= + − − +<br />

2<br />

x<br />

x<br />

2<br />

x 2x 1 2<br />

x x<br />

Demo: Mathe-CD


12912 Algebra 2 mit dem CASIO ClassPad 300 3<br />

3.4 Faktorisieren<br />

Es gibt 3 Befehle zum Faktorisieren.<br />

(1) factor bewirkt eine einfache Faktorisierung<br />

a)<br />

2 2<br />

x + 2xy+ y (eingegeben mit der richtigen<br />

Tastatur wird zu ( ) 2<br />

x+ y umgeformt.<br />

Schreibt man den Term mit Buchstaben der<br />

virtuellen Tastatur aus dem Display-Menü „abc“,<br />

dann versteht der Rechner „ab“ als neue<br />

Variable und kann daher nicht umformen.<br />

Erst wenn man dazu das Produktzeichen verwendet, klappt es !<br />

b) Auch die 3. Binomische Formel kommt in der umgekehrten Richtung<br />

2 2<br />

x − y = x− y x+ y<br />

zum Vorschein: ( )( )<br />

c) ( ) 2<br />

2<br />

x − 6x+ 9= x− 3<br />

d) ( 3 ) 2<br />

x − 1 = ( x− 1)( x + x+ 1)<br />

2<br />

e) x − 10x+ 16= ( x−8)( x− 2)<br />

f) ( ) 2<br />

1 4 1 2 2 1 4 1 2 1 2<br />

x − x z + z = x − z<br />

4 3 9 2 3<br />

Man erhält jedoch dieses gleichwertige Ergebnis:<br />

( ) 2<br />

2 2<br />

3x − 2y<br />

= !<br />

36<br />

Ich habe es nicht geschafft, „mein“ Ergebnis auf das Display zu<br />

bekommen!<br />

Demo: Mathe-CD


12912 Algebra 2 mit dem CASIO ClassPad 300 4<br />

g) ( ) ( ) 2<br />

2 2<br />

20x − 140x + 245 = 5 4x − 28x + 49 = 5 2x − 7<br />

h) ( ) ( ) 2<br />

2 2<br />

2ab + 12ab + 18a = 2a b + 6b + 9 = 2a b + 3<br />

(Achtung a x b ist das Produkt, „ab“ ist eine neue<br />

Variable und kein Produkt ! )<br />

− = −<br />

2<br />

= 3c ( 4a − 5b)( 4a + 5b)<br />

2 2 2 2 2 2 2<br />

i) 48ac 75bc 3c( 16a 25b)<br />

x 4 − 6x+ 4 = x 4 − x+ 4 = 4 4 9x − 24x+ 16<br />

( ) 2<br />

1 = 3x − 4<br />

9 2 9 2 24 16 1 2<br />

j) ( )<br />

k)<br />

4<br />

27 4 2 2 64 4 81 4 288 2 2 256 4<br />

u − 24u v + v = u − u v + v<br />

4 3 12 12 12<br />

1 4 2 2 4<br />

= ( 81u − 288u v + 256v )<br />

12<br />

2<br />

1 2 2 ( ) 1<br />

2 2<br />

9u − 16v = ( 3u − 4v ) ( 3u + 4v )<br />

12 12<br />

(2) rfactor bewirkt eine Faktorisierung bis hin zu Wurzeln.<br />

Beispiele: (Voreinstellung: Standard statt Dezimalzahlen!)<br />

a)<br />

2<br />

rfactor( x 5<br />

während<br />

− ergibt ( 2<br />

x − 5) = ( x− 5)( x+ 5)<br />

2<br />

factor( x − 5 nichts bewirken kann.<br />

b)<br />

4 ( 2 )( 2<br />

(x − 9) = x − 3 x + 3)<br />

= ( x− 3)( x+ 2<br />

3)( x + 3)<br />

c) ( 4 ) 2<br />

2<br />

x − 2 = ( x − 2 )( x + 2)<br />

d)<br />

e)<br />

2<br />

( )( )( )<br />

= x + 2 x− 2 x + 2<br />

( 4 )( 4 2 )( )<br />

= x+ 2 x− 2 x + 2<br />

1 1<br />

=<br />

( )( )<br />

2<br />

x −8 x− 2 2 x+ 2 2<br />

( )( )<br />

( )<br />

2<br />

x 2 x 2 x 2<br />

− − +<br />

= = x− 2<br />

x+ 2 x+ 2<br />

erreicht man mit simplify und mit rfactor,<br />

Demo: Mathe-CD<br />

während factor gar nichts bewirkt und expand<br />

nur die Summe aufspaltet.


12912 Algebra 2 mit dem CASIO ClassPad 300 5<br />

(3) factorOut bewirkt Ausklammern eines Terms.<br />

Man schreibt den auszuklammernden Term hinter ein<br />

Komma:<br />

2 2<br />

ax + bx + c = a⋅ x + b x+<br />

c erscheint so:<br />

( )<br />

a a<br />

abc + bcd = 1 ( bc + bc<br />

ad d a ) nach Ausklammern<br />

von ad. Man beachte, dass im Classpad unbedingt<br />

das Multiplikationszeichen gesetzt werden muss,<br />

weil sonst abc der Name einer Variablen ist.<br />

ClassPad macht nicht immer das, was wir erwarten:<br />

2 2<br />

x − y = ( x+ y)( x− y)<br />

. Also erwartet man,<br />

2 2<br />

dass man aus x − y den Faktor ( x+ y)<br />

ausklammern kann! Doch das ist eigentlich klar:<br />

Hier sollte man mit expand in ein Produkt zerlegen!<br />

Man kann natürlich auch Zahlenfaktoren ausklammern!<br />

3x + 8y− 5z = 12⋅ 1 x + 2 y− 5 z !<br />

( )<br />

4 3 12<br />

Oder Ausklammern von 2<br />

Oder Ausklammern von a 2 aus<br />

Oder Ausklammern von a<br />

2 2<br />

a b + ab − ab<br />

Demo: Mathe-CD


12912 Algebra 2 mit dem CASIO ClassPad 300 6<br />

3.4 Brüche zusammenfassen / zerlegen (Polynomdivision).<br />

Die folgenden Summen von Bruchtermen bringt man durch Addition auf einen<br />

Hauptnenner, also in eine Form, die man auch Normalform oder Hauptform nennt:<br />

2<br />

4 x + x+ 4<br />

x+ 1+<br />

=<br />

x x<br />

aufgespaltene<br />

Form<br />

Hauptform<br />

4 3 2<br />

2 5 7 x − 5x + 3x − 5x+ 7<br />

x − 5x+ 3− + = 2 2<br />

x x x<br />

<br />

aufgespaltene Form Hauptform<br />

2<br />

( 2x 1) ( x 3) 5<br />

5 + ⋅ − − 2x − x−8 2x + 1− = =<br />

x−3 x−3 x−3 aufgespaltene Form Hauptform<br />

Der Weg von links nach rechts ist leicht. Man muss eben<br />

so erweitern, dass alle Brüche denselben Nenner erhalten.<br />

ClassPad erledigt dies mit dem Befehl Combine<br />

Für viele Zwecke (in der Oberstufe) muss man aber auch einen Bruch von der<br />

Hauptform in einzelne Brüche aufspalten können !<br />

1. Fall: Der Nenner enthält keine Summe<br />

a)<br />

b)<br />

c)<br />

2x − 4 2x 4 4<br />

= − = 2 −<br />

x x x x<br />

x+ 8 x 8 1 2<br />

= + = +<br />

4x 4x 4x 4 x<br />

2 2<br />

x + 4 x 4 x 2 1 2<br />

= + = + = x +<br />

2x 2x 2x 2 x 2 x<br />

Die Umformungen gelingen man sieht<br />

sowohl mit simplify wie auch mit propFrac.<br />

e)<br />

f)<br />

g)<br />

3 3 2<br />

x − 8 x 8 x 2 1 2 2<br />

Demo: Mathe-CD<br />

4x<br />

= − =<br />

4x 4x 4<br />

− = x<br />

x 4<br />

−<br />

x<br />

3 2 3 2<br />

x + x −4<br />

x x 4<br />

= + − 2 2 2 2<br />

x x x x<br />

4<br />

= x+ 1−<br />

2<br />

x<br />

4 4<br />

x − 4 x<br />

=<br />

8x 8x<br />

4<br />

−<br />

8x<br />

2<br />

x 1<br />

= −<br />

8 2x<br />

1 2 1<br />

= x −<br />

8 2x<br />

2 2 2 2 2<br />

Hier bewirkt simplify nichts mehr!! Man verwende also<br />

stets propFrac !


12912 Algebra 2 mit dem CASIO ClassPad 300 7<br />

2. Fall: Der Nenner enthält eine Summe<br />

Um einen Bruch zu zerlegen, der im Nenner eine Summe enthält, muss man mit<br />

Polynomdivision arbeiten!<br />

(x − 2) : (x + 1) = 1 Rest<br />

− 3<br />

Beispiel 1<br />

x−2 3<br />

= 1−<br />

x+ 1 x+ 1<br />

− (x + 1)<br />

− 3<br />

denn<br />

Beispiel 2<br />

2<br />

x − 9<br />

x−2 = ?<br />

Zuerst wird der „fehlende“ Summand 0x eingefügt. Dann muss man den<br />

Nenner (x-2) mit x multiplizieren, damit x2 entsteht, denn dies muss ja bei<br />

der folgenden Subtraktion wegfallen. Dann bleibt 2x übrig, also wird<br />

der Nenner als nächstes mit 2 multipliziert. Der letzte Rest (Divisionsrest) ist -5.<br />

Er kommt in den Zähler des Restbruches, das Minuszeichen zieht man vor den<br />

Bruchstrich!<br />

2<br />

Ergebnis:<br />

Beispiel 3<br />

Ergebnis:<br />

Beispiel 4<br />

x − 9 5<br />

= x+ 2-<br />

x−2 x− 2<br />

.<br />

3<br />

x − x+ 1<br />

= ?<br />

x−1 + − + − = +<br />

−(x −x<br />

)<br />

2<br />

x − x<br />

2<br />

−(x −x)<br />

0 + 1<br />

3<br />

(x<br />

2<br />

0x x 1):(x 1)<br />

2<br />

x x<br />

3 2<br />

3<br />

x x 1 2<br />

x x<br />

− + 1<br />

= + +<br />

x−1 x− 1<br />

3 2<br />

x + 2x + 2 x<br />

= x+ 2−<br />

2 2<br />

x + 1 x + 1<br />

2<br />

(x + 0x −9):(x − 2) = x + 2<br />

2<br />

−(x −2x)<br />

2x − 9<br />

−(2x−4) − 5<br />

Rest<br />

1<br />

Rest − 5<br />

3 2 2<br />

(x + 2x + 0x + 2):(x + 1) = x + 2<br />

3<br />

− (x + x)<br />

2<br />

2x − x<br />

2<br />

− (2x + 2)<br />

− x<br />

Beispiel 5<br />

4<br />

x + 2<br />

= ?<br />

2<br />

x + 4x+ 4<br />

4 3 2 2 2<br />

( x + 0x + 0x + 0x+ 2 ) : ( x + 4x+ 4) = x − 4x+ 12<br />

4 3 2<br />

− ( x + 4x + 4x )<br />

3 2<br />

−4x − 4x + 0x<br />

( 3 2<br />

−−4x −16x −16x)<br />

2<br />

−32−46 = x − 4x+ 12+<br />

2<br />

x + 4x+ 4<br />

2<br />

12x + 16x + 2<br />

2<br />

− ( 12x + 48x + 48)<br />

−32x −46<br />

Demo: Mathe-CD


12912 Algebra 2 mit dem CASIO ClassPad 300 8<br />

3.5 Terme ordnen und zusammenfassen<br />

Es gibt noch den Befehl collect, dessen Wirkung<br />

man sich ansehen muss:<br />

2<br />

In der Aufgabe x + ( x− a)( x+ b)<br />

werden die Klammern<br />

multipliziert, und dann wird neu geordnet, also zusammengefasst<br />

und dabei x ausgeklammert.<br />

Dies kann collect ! Wie das Display zeigt, kommt man mit<br />

simplify und nicht mit expand zum Ergebnis !<br />

3.6 Quadratische Ergänzung<br />

Diese Methode beherrscht ClassPad nicht. Es gibt jedoch eine Möglichkeit mit Hilfe<br />

von Parabeldarstellung die Lösung in den Griff zu bekommen.<br />

Dies wird im Teil 3 „Funktionen“ gezeigt.<br />

3.7 Aufgaben<br />

a) Berechne: ( ) 5<br />

3x− 4<br />

b) Fasse zusammen: ( )( ) ( )( 1<br />

4x− 2 5x + 1 − 2x− 1 x + 5)<br />

c) Faktorisiere<br />

d) Faktorisiere<br />

e) Faktorisiere<br />

f) Fasse zusammen:<br />

2<br />

x −6x− 55<br />

4 3 2<br />

x + 4x −2x − 12x+ 9<br />

3<br />

x − 8x<br />

g) Zerlege in einzelne Brüche:<br />

Demo: Mathe-CD<br />

x− 2 x x+ 3<br />

+ −<br />

x x+ 1 x− 2<br />

3<br />

x − 2x+ 1<br />

x−4 2


12912 Algebra 2 mit dem CASIO ClassPad 300 9<br />

4. Wurzelalgebra<br />

a) 16x = 4 x schafft man nur mit EXE !<br />

b)<br />

2 2<br />

96x y = 16⋅6⋅x⋅ y = 4⋅ 6 ⋅ x ⋅ y<br />

ist eine schlaue Lösung. Sie berücksichtigt das,<br />

2<br />

was Schüler meist vergessen: x = x ,denn<br />

eine Wurzel ist stets nicht negativ !<br />

c) Mit<br />

2 3<br />

xy<br />

hat ClassPad so seine Probleme,<br />

4<br />

z<br />

denn wir man sieht, lässt er<br />

3<br />

y stehen!<br />

Erwartet hätte man hier<br />

2 3<br />

xy x ⋅ y y<br />

= 4 2<br />

z z<br />

Nebenan sinnlose Versuche zu<br />

Er schafft x x nicht !<br />

3<br />

x !<br />

Achtung:<br />

3<br />

y = y y erfordert keinen Betrag,<br />

da ja y nicht negativ sein darf, wenn y 3 unter<br />

der Wurzel steht ! und z 2 ist auch nie negativ !<br />

d)<br />

2 3 3<br />

x yz − x 4yz + 2xz 9y<br />

= xz yz −x⋅ 2z yz =− xz yz<br />

Im Unterricht setzt man voraus, dass x,y,z bei<br />

solchen Rechnungen nicht negativ sein sollen.<br />

2<br />

Dann ist x = x.<br />

Und dann erhält man oben<br />

gezeigtes Ergebnis.<br />

ClassPad stottert hier , vor allem auch, weil er an<br />

3<br />

z scheitert !<br />

e) Schauen wir uns zwischendurch einige Zahlenrechnungen an:<br />

f)<br />

( ) ( ) 11<br />

11<br />

5+<br />

1 11 1 1<br />

2 2 2 5 2<br />

2 = 2 = 2 = 2 = 2 ⋅ 2 = 32⋅ 2<br />

( )<br />

( )<br />

−2<br />

5<br />

5<br />

2 5<br />

−3 2<br />

1<br />

−<br />

2 ⋅<br />

−5<br />

2 1<br />

2<br />

8 2 2 1 2 2 1<br />

= = = 2 = 2 = = = 2<br />

1<br />

2 8 8 2 2<br />

2 2 ⋅ 2<br />

1 5 3<br />

−2 5 2 −4 −4− 1⋅33 2 2<br />

243 9 = 3 ⋅ 3 = 3 = 3 = =<br />

3 1<br />

2 2 3 ⋅ 3 9<br />

g) ⋅ ( )<br />

Demo: Mathe-CD<br />

1<br />

2<br />

1<br />

2


12912 Algebra 2 mit dem CASIO ClassPad 300 10<br />

h)<br />

i)<br />

( )<br />

−2<br />

2<br />

3<br />

( z x ) ( )<br />

5 −4<br />

xy ( )<br />

1 1 3 5<br />

3 −2 3 −2 2 5 −4 2 1 2<br />

( ) 2 − 2 −<br />

−2 0 −2<br />

= x y = x =<br />

6<br />

x ⋅y x ⋅y x y x ⋅y ⋅x ⋅y<br />

: = ⋅ =<br />

−2 −3 −2 −3<br />

−2<br />

2<br />

3 6 −3 −6<br />

z ⋅y z ⋅y<br />

z x z ⋅y ⋅ z ⋅ x<br />

( )<br />

Diese Quälereien <strong>für</strong> Schüler kann auch ClassPad<br />

3<br />

5<br />

nicht „lösen“, da er wie gesehen x und x<br />

nicht umformen kann. Daher bleibt ein großes<br />

Ergebnis stehen, das nicht gekürzt werden kann.<br />

3 2<br />

2 2 2x 2 3 2 2 3 2 1 3 2<br />

= ⋅ = ⋅ 2x = ⋅ 2x = 2x<br />

3 3 3 2 3 3<br />

4x 4x<br />

2x 8x<br />

2x a<br />

Hier gelingt mit expand ein Ergebnis, wenngleich<br />

1<br />

3<br />

x nicht in eine dritte Wurzel zurück verwandelt<br />

wird und der Nenner auch nicht rational wird.<br />

Demo: Mathe-CD<br />

1<br />

2<br />

x


12912 Algebra 2 mit dem CASIO ClassPad 300 11<br />

5. Gleichungen mit einer Unbekannten<br />

5.1 „Einfache“ Gleichungen<br />

Zum Lösen von Gleichungen benötigt man den Befehl<br />

solve im Menü Aktion – Gleichungen .<br />

8<br />

a) 5x− 8 = 0 ergibt x =− .<br />

b)<br />

c)<br />

d)<br />

e)<br />

Hier verwendet man einfach den Befehl solve ohne<br />

weitere Zusätze.<br />

3<br />

− x+ 2= 0 ist eine Bruchgleichung.<br />

x<br />

L = −1;<br />

3 .<br />

Sie führt auf zwei Lösungen: { }<br />

Zur Erinnerung: Man multipliziert mit x und erhält<br />

diese quadratische Gleichung:<br />

2<br />

3− x + 2x= 0 bzw.<br />

5<br />

2<br />

− x + 2x+ 3= 0.<br />

3x + 2 4x−1 + = 1 führt auf die Lösungszahl<br />

4 5<br />

14<br />

x+ 5<br />

= 8<br />

hat die Lösung x = 3.<br />

x−2 2 2<br />

x − 4 x + 1<br />

− = 1 führt auf eine quadratische<br />

x+ 1 x−1 − 5± 73<br />

Gleichung mit den Lösungen x1,2<br />

=<br />

6<br />

Durch Anklicken des Umwandlungs-Icons<br />

erhält man übrigens diese Brüche in Dezimalform.<br />

Nun wichtige Besonderheiten:<br />

(1) Es gibt Gleichungen, die allgemeingültig sein, weil<br />

sie von jeder Zahl gelöst werden.<br />

a)<br />

2 2<br />

x − 6x+ 9 = (x− 3)<br />

ClassPad gibt hier die Meldung { x= x}<br />

aus, und das heißt: Jedes x ist Lösung !<br />

b) Das tut er auch in Fällen wo es falsch ist:<br />

2<br />

x − 1<br />

= x−1 gilt <strong>für</strong> alle reellen Zahlen<br />

x+ 1<br />

außer <strong>für</strong> die Zahl – 1, denn wenn man sie<br />

einsetzt, wird der Nenner 0 !<br />

L= R\ { −1}<br />

!!! Dies verschweigt CASIO !<br />

31 .<br />

Demo: Mathe-CD


12912 Algebra 2 mit dem CASIO ClassPad 300 12<br />

(3) ClassPad kann auch Formeln umstellen, d. h.<br />

allgemeine Gleichungen lösen:<br />

a)<br />

b)<br />

ax + b = c ⇒ ax = c −b ⇒<br />

c−b x =<br />

a<br />

falls a≠ 0 ist.<br />

y−z xy + yz + xz = 0 ⇒ x =<br />

x+ z<br />

Gibt man nur solve ein, wird nach x umgestellt.<br />

Will man nach y oder z umstellen, setzt man ein<br />

Komma und schreibt diese Variable dahinter!<br />

(4) Quadratische Gleichungen<br />

a)<br />

b)<br />

c)<br />

löst ClassPad problemlos.<br />

1 2 3<br />

2 2<br />

x + x− = 0<br />

Über die allgemeine Lösungsformel entsteht:<br />

x1,2 =− 1± 1+ 4 ⋅ 1 ⋅ 3<br />

2 2<br />

{ 1<br />

=− 1± 1+ 3 =− 1± 2=<br />

− 3<br />

1 2<br />

x +3x-3=0 Man sollte nicht mit 4 multiplizieren:<br />

4<br />

− 3± 1 9+ 4⋅<br />

4 3<br />

x<br />

1,2<br />

= 2 ( 3 12) 2 ( 3 2 3)<br />

1<br />

2<br />

=− 6± 4 3<br />

2<br />

x + x+ 1= 0<br />

⋅ = ⋅ − ± = ⋅ − ±<br />

Wendet man die allgemeine Lösungsformel an, folgt<br />

− 1± 1−4 − 1± −3<br />

x1,2<br />

= = . Dies sind keine reellen Lösungen.<br />

2 2<br />

Wenn man die reellen Zahlen als Grundeinstellung gewählt hat gibt ClassPad<br />

No Solution (siehe oben rechts) aus. Ich habe zum Anschauen dann auf<br />

komplexe Zahlen umgeschaltet und haben dann zwei komplexe Lösungen<br />

− 1± 1−4 − 1± −3 − 1± 3 ⋅i<br />

erhalten: x1,2<br />

= = =<br />

2 2 2<br />

i ist die imaginäre Einheit.<br />

d) Man erhält auch die allgemeine Lösungsformel:<br />

− ± −<br />

+ + = ⇒ =<br />

2a<br />

2<br />

ax bx c 0 x1,2<br />

Demo: Mathe-CD<br />

2<br />

b b 4ac


12912 Algebra 2 mit dem CASIO ClassPad 300 13<br />

5.2 Wurzelgleichungen<br />

1 1<br />

a) 2x + 1 = 2x stellt kein Problem dar: x = ± 5<br />

b)<br />

2<br />

1<br />

5− 4x = 2− 3x ergibt x =− .<br />

Die manuelle Lösung durch Quadrieren auf die<br />

2<br />

quadratische Gleichung x + 4x+ 4 = 0 mit<br />

den Lösungen<br />

x<br />

1,2<br />

13<br />

1,2 4 4<br />

12 ± 144 + 4 ⋅ 13 12 ± 196 12 ± 14 ⎧ 1<br />

= = = = ⎨<br />

26 26 26 ⎩−<br />

Die Lösung 1 scheidet jedoch aus, weil <strong>für</strong> sie die<br />

Probe nicht stimmt. ClassPad erkennt dies !<br />

c) x− 1= 2x ergibt x= 2+ 3 . Auch hier<br />

scheidet eine zweite Lösung aus.<br />

d) x + 1= x+ 5 wird mit x = 4 gelöst.<br />

e) x+ 16 + x− 4 = 2 führt über zweifaches Quadrieren zu x = 20, aber die<br />

Probe stimmt nicht, daher ist hier die Lösungsmenge leer !<br />

1<br />

13<br />

Demo: Mathe-CD


12912 Algebra 2 mit dem CASIO ClassPad 300 14<br />

5.3 Gleichungen höheren Grades<br />

a)<br />

b)<br />

3 2<br />

x + 7x + 20x+ 20 = 0 erfordert manuell einen<br />

hohen Aufwand, da man ein Probierlösung finden muss,<br />

dann wird der Gleichungsterm durch Abspalten eines<br />

Linearfaktors in ein Produkt zerlegt. Dies geschieht<br />

entweder mittels Hornerschema oder mit Polynomdivision.<br />

ClassPad erspart und dies und liefert uns:<br />

x = -2 falls die Grundeinstellung „reelle Zahlen“ heißt.<br />

Verwendet man komplexe Zahlen, erhält man noch<br />

− 5± 15 ⋅i<br />

zusätzlich zwei komplexe Lösungen: x2,3<br />

=<br />

2<br />

(2. Lösungszeile).<br />

4 3<br />

x + 5x −20x− 16= 0 ergibt wie man sieht vier<br />

ganzzahlige Lösungen.<br />

c)<br />

4<br />

Die Gleichung x − 2= 0 führt auf<br />

4<br />

x = 2 ⇒<br />

4<br />

x1,2 =± 2 , was ClassPad mittels<br />

Exponenten darstellt.<br />

d)<br />

4 3<br />

x 2x 1 0<br />

− + = ergibt drei Lösungen, die<br />

ClassPad als Näherungs-Dezimalzahlen ausgibt.<br />

Eine geschlossene Darstellung gelingt hier nicht mehr.<br />

e) Ähnliches beobachtet man bei der dargestellten<br />

Gleichung 5. Grades. Hier rechnet ClassPad mit<br />

einem Algorithmus, der diese Näherungswerte<br />

liefert.<br />

Demo: Mathe-CD

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