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Mathe begreifbar · Schwerpunktfach · Potenz-, Wurzel- und rationale Gleichungen

Handout — Theorie

1. Potenzgleichungen \( x^n = c \)

Exponent\( c > 0 \)\( c = 0 \)\( c < 0 \)
\(n\) gerade\( x = \pm\sqrt[n]{c} \) (zwei)\( x = 0 \)keine Lösung
\(n\) ungerade\( x = \sqrt[n]{c} \) (eine)\( x = 0 \)\( x = -\sqrt[n]{|c|} \) (eine)

2. Wurzelgleichungen

📘 Definition und Lösungsmethode

Die Lösungsvariable steht unter einer Wurzel. Verfahren: (1) Wurzel separieren (bei mehreren Wurzeln: auf beide Seiten verteilen) · (2) quadrieren · (3) nötigenfalls wiederholen · (4) wurzelfreie Gleichung lösen · (5) Kontrolle in der Ausgangsgleichung.

Quadrieren ist keine Äquivalenzumformung — es können Scheinlösungen entstehen: \( \sqrt{x-3} = -2 \) hat keine Lösung (Wurzelwerte sind nie negativ), quadriert liefert sie aber \( x = 7 \). Definitionsmenge: Radikand \( \geq 0 \).

3. Substitution

Tritt derselbe Wurzelterm mehrfach auf: \( u = \sqrt{T(x)} \) setzen, Gleichung in \(u\) lösen (nur \( u \geq 0 \) brauchbar), dann Rücksubstitution \( T(x) = u^2 \).

4. Rationale Gleichungen (Bruchgleichungen)

📘 Verfahren

Die Lösungsvariable steht im Nenner. (1) Definitionsmenge: Nenner-Nullstellen ausschliessen · (2) mit dem Hauptnenner multiplizieren · (3) entstehende lineare oder quadratische Gleichung lösen · (4) Lösungen gegen \(D\) prüfen.

⭐ Merksatz

Die passende Umkehroperation löst den Gleichungstyp — aber Quadrieren und Hauptnenner-Multiplikation können Scheinlösungen erzeugen: Definitionsmenge notieren, am Schluss kontrollieren. Gerade Exponenten: an den \(\pm\)-Fall denken.