Video von Be El 1:10 Bei einigen Polynomen lassen sich die Nullstellen durch Ausklammern relativ einfach berechnen. Hier wird gezeigt, wann dies möglich ist (und wie es gemacht wird). Was Sie benötigen: Zeit sowie Grundlagen "Funktionen" Nullstellen berechnen - was müssen Sie da tun? Wenn es um den Begriff "Nullstellen" geht, handelt es sich immer um eine Berechnung, die mit Funktionen zu tun hat. Die Nullstellen einer Funktion f(x) sind genau die Stellen auf der x-Achse, an denen die Funktion diese schneidet. Dort ist der Funktionswert, also der y-Wert null. Bedingung für eine Nullstelle ist also immer f(x) = 0. Abhängig von der Funktionsgleichung f(x) ergeben sich aus dieser Bedingung unterschiedliche Rechenschritte, mit denen Sie die x-Werte berechnen müssen. Im einfachsten Fall müssen Sie (mit bekannten Formeln und Regeln) eine Gleichung nach x auflösen. Bei quadratischen Funktionen ( Parabeln) können Sie beispielsweise die pq-Formel anwenden. Das Ausklammern ist eine mathematische Operation, die für viele Rechenaufgaben benötigt wird - … Nullstellen bei Polynomen - so funktioniert Ausklammern Probleme beim Berechnen von Nullstellen treten häufig dann auf, wenn man als Funktion ein Polynom hat, also eine ganzrationale Funktion, deren Grad größer als 2 ist.
Solch eine Funktion ist beispielsweise f(x) = x³ + 2x² - 1, die dritten Grades ist und mit den üblichen Methoden nicht zu knacken ist. Eine mögliche Methode, um auch hier Nullstellen zu berechnen, ist das Ausklammern, wodurch sich der Grad des Polynoms verkleinert. Allerdings müssen diese Polynome eine sehr spezielle Bedingung erfüllen: Der Term darf keine Konstante enthalten - oder anders formuliert: Alle Bestandteile des Funktionsterms müssen mindestens ein "x" enthalten. So lässt sich das o. g. Beispiel f(x) = x³ + 2x² - 1 nicht durch Ausklammern lösen, wohl aber die Funktion f(x) = x³ + 2x². In diesem Fall gehen Sie so vor, dass Sie aus dem Funktionsterm eine möglichst hohe Potenz von x ausklammern. Dadurch erniedrigt sich die Potenz von x in der Klammer, was häufig leichter zu berechnen ist. Wenn Sie bei der Funktion f(x) = x³ + 2x² die Nullstellen berechnen sollen, so gilt zunächst x³ + 2x² = 0, die Bedingung. Nun klammern Sie x² (die höchste mögliche Potenz) aus und erhalten: x² (x + 2) = 0.
Wir führen dies anhand Polynome dritten Grades durch (und können maximal drei Nullstellen erwarten). Aber auch Polynome höherer Grade müssten in dieser Weise gelöst werden, häufig in mehreren Schritten. Wir betrachten als Beispiel die Potenzfunktion dritten Grades f(x) = 2x³ + 4x² – 6x. Zu allererst überprüfen wir, ob wir ein x, ein x² und so weiter ausklammern können. Das erspart uns ganz erheblich viel Arbeit. Hier können wir das machen, wir klammern x aus. 2x³ + 4x² – 6x = 0 | x ausklammern x · (2x² + 4x – 6) = 0 | ein Produkt ist Null, wenn einer der Faktoren Null wird Wir untersuchen die Faktoren einzeln. x = 0 wird Null (ist schon Lösung) oder Diese quadratische Gleichung können wir wieder mit PQ-Formel lösen: Wir erhalten als weitere Nullstellen zu x = 0 die Nullstellen bei x = 1 und x = – 3. Nullstellenberechnung mit Polynomdivision Wenn wir durch Ausklammern von x nicht den Grad des Polynoms verkleinern können, müssen wir dies durch Polynomdivision erledigen. Ein Nachteil: Wir müssen für jede Polynomdivision eine Nullstelle schon kennen (vorher raten) kennen.
Oft werden diese aber nicht so gezählt. Ist nicht unbedingt nötig, aber sicher niemals falsch. air 23. 2010, 18:34 Equester RE: Nullstellenberechnung: warum einmal ausklammern, nicht aber zweimal? Willkommen an Bo(a)rd Hoffe du findest was du suchst, und hast Spaß dabei! xD Zitat: ^ Bei deinem unteren Weg unterschlägst du ein x! Das wird eine andere Funktion ergeben! (Zeichne sie dir mal? ) Am Ergebnis, für deine Suche für die Nullstellen ändert es allerdings nichts. Nur die Nullstellenberechnung betrachtet sind beide Rechnungen "richtig". Allerdings ist der "Lösungsvorschlag", beide x auszuklammern, weitaus sinnvoller^^ (Es ist dann, wie du sagst eine doppelte Nullstelle) So klar gemacht? Sonst frag nochmals 23. 2010, 18:42 AsMoDis_7 Joa das ist schon sinvoll was du machst ^_^ alerdings solltest du dir auch immer im klaren sein das es gut möglich ist eine Funktion in sagen wir mal der arbeiten gestellt zu bekommen bei der du eben nicht ausklammern kannst. Falls das mal der Fall sein sollte ist die lösung trozdem nicht al zu schwer.
Nullstellen von einer linearen Funktion Wir setzen die Funktionsvorschrift f(x) = mx + b gleich Null und lösen nach x auf. Eine lineare Funktion können wir als Potenzfunktion ersten Grades interpretieren, wir erhalten (maximal) eine Nullstelle (keine Nullstelle, wenn die Steigung 0 ist oder unendlich, wenn die Funktion die x-Achse ist, wobei es dann auch eigentlich keine lineare Funktion mehr ist, sondern eine konstante Funktion). Beispiel Wir wollen die Nullstelle der Funktion f(x) = 2x + 2 berechnen. Zuerst setzen wir die Funktionsvorschrift Null: f(x) = 0 2x + 2 = 0 Jetzt können wir mithilfe von Äquivalenzumformungen nach x auflösen. 2x + 2 = 0 | – 2 2x = – 2 |: 2 x = – 1 Dieses Ergebnis bedeutet, dass bei x = – 1 eine Nullstelle vorliegt. Oder als Punkt ausgedrückt, ein Nullpunkt bei N(– 1|0). Wir interpretieren, dass der Funktionsgraph der Funktion f(x) = 2x + 2 bei x = – 1 die x-Achse schneidet. Nullstellen von quadratischen Funktionen Eine quadratische Funktion der Form f(x) = ax² + bx + c (oder auch Potenzfunktion zweiten Grades) besitzt bis zu zwei Nullstellen.
Wir betrachten die folgende Funktion: Zuerst müssen wir eine Nullstelle raten. Wir probieren x = 1. "Zufällig" ist x = 1 tatsächlich Nullstelle von f(x). Das Polynom x – 1 ist bei x = 1 gleich Null. Durch dieses Polynom teilen wir, deshalb heißt es auch Polynomdivision. Das Verfahren Polynomdivision funktioniert sehr ähnlich wie schriftliches Dividieren. Zuerst teilen wir den ersten Summanden der ersten Klammer durch den ersten Summanden der zweiten Klammer und schreiben das Ergebnis hinter das Gleichheitszeichen. Danach multiplizieren wir den ersten Summanden hinter dem Gleichheitszeichen mit der zweiten Klammer und schreiben das Ergebnis unter den ersten Summanden der ersten Klammer. Danach subtrahieren wir die untere Klammer von der ersten oberen Klammer. Mit diesem Term wiederholen wir das Dividieren erneut. Wir teilen den unteren ersten Summanden durch den ersten Summanden der zweiten Klammer und addieren dieses Ergebnis hinter das, was schon hinter dem Gleichheitszeichen steht. Das was wir als letztes hinter unserem Gleichheitszeichen addiert haben, multiplizieren wir mit der zweiten Klammer und schreiben das Ergebnis unter den untersten Term.
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