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Gleichungen

Systematik

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Basiswissen


Lösbar, unlösbar, Identitäten, Funktionsgleichungen, lineare oder quadratische Gleichunen oder auch Reaktionsgleichungen in der Chemie: hier steht eine Übersicht nach verschiedenen Ordnungskriterien. Eine Gesamtübersicht zum Thema steht unter Gleichungslehre ↗



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Man ordnet die vielen verschiedenen Gleichungen nach der Art der verwendeten Terme (linear, quadratisch) aber auch danach, ob sie überhaupt eine Lösung (unlösbar?) haben oder sogar unendlich viele (Identitäten).☛


Unlösbare Gleichungen


  • Beispiel: x+1 = x
  • Kein Zahlenwert passt.

Bestimmbare Gleichungen


  • Beispiel: 4x+8 = 20
  • Die Gleichung enthält mindestens eine Unbekannte.
  • Man vermutet, dass eine Lösung existiert.

Gleichungen mit Identitäten


  • Beispiel: 4·x = x+x+x+x
  • Rechts und links vom Gleichheitsszeichen stehen äquivalente Terme.
  • Das heißt: Man kann die Terme ineinande umformen.
  • Solche Gleichungen gehen für alle Werte von x auf.

Funktionen als Gleichungen


  • Beispiel: f(x) = x²-8x+15
  • Gleichungen dienen auch zur Beschreibung von Funktionen.
  • Auf der linken Seite steht dann oft f(x) statt y.

Konstante Gleichungen


  • Beispiel: 15 = 11+4
  • Es gibt keine Unbekannte.

Proportional Gleichungen


  • Beispiel: 14 = 5·x
  • Allgemein: y = m·x
  • Das x ist nur mit einem Faktor m verbunden.

Umgekehrt proportionale Gleichungen


  • Beispiel: 24 = 72:x
  • Das x steht im Nenner eines Bruches.

Sehr einfache linear Gleichungen


  • Beispiel: 4x+8 = 2x+6
  • Das x ist mit Faktoren verbunden.
  • Zusätzlich können noch Zahlen addiert oder subtrahiert werden.

Lineare Gleichungen mit Klammern


  • Beispiel: 4·(x+2) = 20
  • Das x steht in einer Klammer

Linear Gleichungen [allgemein]


  • Beispiel: 2x+1 = 3·(4x-5)-16
  • Faktoren, Zahlen mit + und - sowie Klammern

Quadratische Gleichungen


  • Beispiel: 0 = 2x²-24x+70
  • Das x kommt mindestens einmal als x² vor.

Kubische Gleichungen


  • Beispiel: x³+2 = 29
  • Das x kommt mindestens einmal als x³ vor.

Quartische Gleichungen


  • Beispiel: x^4 = 16
  • x^4 steht für: x hoch 4
  • Das x kommt mindestens einmal als x^4 vor.

Biquadratische Gleichungen


  • Beispiel: x^4 - x^2 = 72
  • Das x kommt einmal als x^4 und einmal als x^2 vor.
  • Die biquadratische Gleichung ist ein Sonderfall einer quartischen Gleichung.

Ganzrationale Gleichungen


  • Beispiel: 4 = 4x^5-3x^4+4x³-2x²-1x+15
  • Plusminuskette aus Potenzen von x, Faktoren sind erlaubt.

Potenzgleichungen


  • Beispiel: 16 = x³
  • Das x wird hoch einer Zahl (natürlichen) gerechnet.
  • Das ist ein (einfacher) Sonderfall einer ganzrationalen Gleichung.

Bruchgleichungen


  • Beispiel: (x^2)/(x+1) = 2,25
  • Das x steht im Nenner (unten) eines Bruches.

Produktgleichungen


  • Beispiel: (x+4)·(x-3) = 0
  • Das x ist Teiler eines Produktes, oft in Klammern

Verhältnisgleichungen


  • Beispiel: x/4 = 10/2
  • Auf beiden Seiten steht ein Verhältnis (Quotient, Bruch).

Gebrochenrationale Gleichungen


  • Beispiel: [x^2-4x+5]/[x^3] = 1
  • Das x steht im Nenner eines Bruches.

Exponentielle Gleichungen


  • Beispiel: 27 = 3^x
  • Das x steht im Exponenten einer Potenz.

Wurzelgleichungen


  • Beispiel: 10 = Wurzel aus (24+x)
  • Das x steht unter einem Wurzelzeichen.

Logarithmusgleichungen


  • Beispiel: lg(x-4) = 1000
  • Das x steht im Numerus eines Logarithmus.

Diophantische Gleichungen


  • Beispiel: x³+y³ = z³
  • Als Lösungen sind nur natürliche Zahlen erlaubt.
  • Eigenes Teilgebiet der Mathematik (Zahlentheorie).

Differentialgleichungen


  • Eine Gleichung kann f'(x) und f(x) selbst enthalten.
  • Die Lösung ist keine Zahl, sondern wieder eine Gleichung.

Integralgleichungen



Kreisgleichungen


  • Beispiel x²+y² = 8
  • Es kommen zwei Unbekannte vor.
  • Man kann die Lösungspaare von x und y als Punkte deuten.
  • Alle Lösungen zusammen ergeben dann eine Kreislinie.

Gleichungen in der praktischen Anwendung (Handwerk)


Für Segler, Handwerker, Piloten oder andere Menschen in praktischen Berufen gibt es Gleichungen, bei denen das Ergebnis immer mit der gewünschten Einheit herauskommt. Man spricht von einer sogenannten Zahlenwertgleichung ↗

Gleichungen in der Chemie