Terme / Grundlagen Arbeitsanleitung / Theorie 1. Termumformungen 1.1. Zahlen, Terme 1.2. Termauswertungen 1.1.1 Negative Zahlen a) Zeichen Vorzeichen - (- 4 - (+5)) Gegenzahl Operationszeichen b) Addition und Subtraktion Diese beiden Operationen stellt man sich am besten bildlich auf dem Zahlenstrahl vor. 1. „+“ bedeutet nach rechts gehen und „–“ bedeutet nach links gehen. 2. Der 1. Summand (oder der Minuend) gibt den Startwert vor. Der 2. Summand (oder Subtrahend) gibt die Anzahl Einheiten vor, die man zurücklegen muss. Der Endwert entspricht dem Resultat. 3. Verwenden Sie zum Rechnen immer die vereinfachte Schreibweise ohne Klammern. (+ 4) - (+ 5)= + 4 - 5 (- 5) + (+ 4)= - 5 + 4 (+ 4) + (- 5)= + 4 - 5 (- 5) - (- 4)= - 5 + 4 - 5 + 4 -1 0 +1 +2 +3 +4 +5 -5 -4 -3 -2 -1 0 Endwert Anfangswert Anfangswert Endwert c) Multiplikation und Division (+5)⋅(−4)=−20 (−5)⋅(+4)=−20 Ungleiche Vorzeichen, Produkt negativ. (+5)⋅(+4)=+20 Gleiche Vorzeichen, Produkt positiv. (−5)⋅(−4)=+20 30.12.08 1 VIP Terme / Grundlagen Arbeitsanleitung / Theorie Kapitel 2: Termumformungen 2.1. Addition, Subtraktion und Multiplikation 2.1.1 Einführung Algebraische Summen vereinfachen Sie, indem Sie nur gleichartige Glieder zusammenfassen. Bei Potenzen muss Basis und Hochzahl gleich sein. Sie rechnen nur mit den Koeffizienten (Zahl vor der Variablen) und schreiben die Variablen ab. Sie dürfen einzelne Glieder vertauschen, wenn Sie die Zeichen davor mitnehmen. Ordnung alphabetisch, innerhalb Alphabet nach Exponentengrösse. Beispiel 1 −2x3 +3x3 +3x2 −10x+15xy−10xy = x3 +3x2 −10x+5xy 2.1.2 Klammerregeln der Addition und Subtraktion (Polynome) 1. Pluszeichen vor der Klammer: Klammer und Pluszeichen davor weglassen. 2. Minuszeichen vor der Klammer: Klammern und Minuszeichen davor weglassen, dazu müssen gleichzeitig die Zeichen innerhalb der Klammer umgekehrt werden. (Achtung: Steht vor dem ersten Glied in einer Klammer kein Vorzeichen, so ist an dieser Stelle stets ein Pluszeichen zu denken.) 3. Mehrfachklammern lösen Sie schrittweise von innen nach aussen. Beispiel 2 5x−3y−(4x−4y+3)=5x−3y−4x+4y−3= x+ y−3 Beispiel 3 3x−[4y−(3z−5x)−(4x−(3y−z))]=3x−[4y−3z+5x−(4x−3y+ z)]= 3x−[4y−3z+5x−4x+3y− z]=3x−[x+7y−4z]=3x− x−7y+4z = 2x−7y+4z →→→→ Übung S. 4, Nr. 1 bcfgh / 2bc 2.1. Multiplikation a) Monom mal Monom Eine Multiplikation ist nichts anderes als eine Kurzschreibweise einer Addition mit dem gleichen Summanden. Zeichenregeln (+5)⋅(−4)= −20 (−5)⋅(+4)= −20 Ungleiche Vorzeichen, Produkt negativ. (+5)⋅(+4)= +20 Gleiche Vorzeichen, Produkt positiv. (−5)⋅(−4)= +20 Bei der Multiplikation gelten die gleichen Vorzeichenregeln wie bei den negativen Zahlen. Ein Produkt mit gerader Anzahl negativer Faktoren wird immer positiv. Ein Produkt mit ungerader Anzahl negativer Faktoren wird immer negativ. Es können auch verschiedene Glieder miteinander multipliziert werden. Das Operationszeichen der Multiplikation kann weggelassen werden: 4ab = 4⋅a⋅b Beispiel 1 −10ab⋅2c = −10⋅2⋅a⋅b⋅c = −20abc 30.12.08 2 VIP Terme / Grundlagen Arbeitsanleitung / Theorie Beispiel 2 −4x⋅(−2xy) = −4⋅(−2)⋅x⋅x⋅y =8x2y Beispiel 3 4a⋅2b⋅(−3c)=−4⋅2⋅3⋅a⋅b⋅c=−24abc b) Monom mal Polynom Ausmultiplizieren: Multiplikation von Klammerausdrücken (Polynome) Distributivgesetz Jedes Glied in der Klammer muss mit dem Ausdruck vor der Klammer multipliziert werden. Vorzeichenregeln der Multiplikation beachten ! Beispiel 4 −2x(3x2 − x+4) = −6x3 +2x2 −8x c) Polynom mal Polynom Jeder Summand der ersten Klammer muss mit jedem Summanden der zweiten Klammer multipliziert werden, gleiche Glieder falls möglich zusammenfassen. Die Vorzeichen der Glieder ergeben sich aus den Vorzeichenregeln der Multiplikation. Beispiel 5 (2x+3)(2−3x+ y) = 4x−6x2 +2xy+6−9+3y = −6x3 +2x2 −8x d) Binomische Formeln (a+b)2 = a2 +2ab+b2 (a−b)2 = a2 −2ab+b2 (a+b)(a−b) = a2 −b2 Beispiele 6 (2x+3)2 = 4x2 +12x+9 Beispiele 7 (2x−3)2 = 4x2 −12x+9 Beispiele 8 (2x+3)(2x−3) = 4x2 −9 e) Vermischte Aufgaben Potenz vor Punkt vor Strich! Ausmultiplizieren von Klammern nach Minuszeichen: erneut Klammern setzen. Beispiel 9 n(2n−1)2 −(4n−1)(n2 +4) = n(4n2 −4n+1)−(4n3 +16n−n2 −4) = 4n3 −4n2 +n−4n3 −16n+n2 +4 = −3n2 −15n+4 →→→→ Übung S. 5, Nr. 3 / 4abcdf / abcfgjklmopqtwy 30.12.08 3 VIP Terme / Grundlagen Arbeitsanleitung / Theorie 2.2 Faktorzerlegung Beim Ausmultiplizieren in 2.1 verwandeln wir Produkte in Summen (Klammern werden aufgelöst). Das Faktorisieren ist die Umkehrung: Summen werden in Produkte verwandelt (Klammern werden gesetzt). Ausmultiplizieren Produkt x⋅(a+b) = a⋅x+b⋅x Summe Ausklammern, faktorisieren a) Ausklammern mit Distributivgesetz Kommt ein Ausdruck in jedem Summanden vor, so kann er vor eine Klammer gezogen werden. Beispiel 1 ad +bd −cd =d(a+b−c) Beispiel 2 (Ausklammern von Teilsummen, Klammern ausklammern) au+av−bu−bv = a(u+v)−b(u+v)= (u+v)(a−b) Beispiel 3 (Ausklammern von Teilsummen, Klammern ausklammern) (x− y)(v+w)−v(y− x) = (x− y)(v+w)−v⋅(−1)(x− y) (x− y)(v+w)+v⋅(x− y) = (x− y)((v+w)+v) =(x− y)(2v+w) →→→→ Übung S. 6, Nr. 6abcdeghilnoqtu, Nr. 9abc b) Ausklammern mit Binomischen Formeln Beispiel 4 4x2 +4x+1= (2x+1)2 Beispiel 5 (Ausklammern —> Binomische Formeln ( ) 4x2 −8xy +4y2 = 4x2 −2xy +y2 = 4(x −y)2 →→→→ Übung S. 6, Nr. 7 abcdghijk 30.12.08 4 VIP Terme / Grundlagen Arbeitsanleitung / Theorie c) Mittelgliedzerlegung (Zweiklammermethode) Beispiel 6 x2 −6x−16 =???? ⇒ (x...?)(x....?) Alle Produkte mit Ergebnis 16 aufschreiben Die Faktoren auswählen, die addiert −6ergeben (-1)(+16) = -16 (-1)+(+16) = 15 (+1)(-16) = -16 (+1)+(-16) = -15 (-2)(+8) = -16 (-2)+(+8) = 6 ⇒ (+2)(-8) = -16 (+2)(-8) = -16 (+2)+(-8) = -6 (+4)(-4) = -16 (+4)+(-4) = 0 ⇒ ⇒ x2 −6x−16 = (x + 2)(x − 8) Beispiel 7 (Ausklammern —> Mittelgliedzerlegung) ( ) 2x4 −2x3 −12x2 = 2x2 x2 −x−6 = 2x2(x+2)(x −3) →→→→ Übung S. 6, Nr. 8 abcdefg d) Mehrere Verfahren in einer Aufgabe (Reihenfolge einhalten!) 1. Soviel wie möglich ausklammern. 2. Zwei-, dreigliedrige Restsummen mit den Binomischen Formeln weiter zerlegen oder... 3. Dreigliedrige Restsummen mit der Mittelgliedzerlegung weiter zerlegen. 4. Kontrolle durch Ausmultiplizieren. Achtung: es gibt Summen, die nicht in Faktoren zerlegt werden können! →→→→ Übung S. 6, Nr. 10 acdejk (fakultativ) 30.12.08 5 VIP Terme / Grundlagen Arbeitsanleitung / Theorie 3. Bruchterme 3.1. Zahlbegriff p Als Bruch bezeichnen wir eine Zahl in der Form , mit p, q ∈R, q≠ 0. (p heisst Zähler, q Nenner) q 3.2. Vorzeichen a −a a −a a − = = = b b −b −b b 3.3. Kürzen Bruchterme werden gekürzt, indem Zähler und Nenner durch den gleichen (von 0 verschiedenen ) Term dividiert werden. Achtung: Summen dürfen nie gekürzt werden ! 205 200+5 1+5 6 (1,00985 =) = ≠ = (= 1.5) 203 200+3 1+3 4 Lösungshilfen Beispiel 1 Faktorisieren mit Ausklammern 360z2 −90z 90z⋅(4z−1) 2(4z−1) 8z−2 = = = 45z2 45z2 z z Beispiel 2 Faktorisieren mit Ausklammern, ganze Klammerausdrücke kürzen w3 +w2 w2⋅(w+1) = = w w2 +w w⋅(w+1) Beispiel 3 Faktorisieren mit Binomischer Formel 4r−2 2⋅(2r −1) 2 = = 4r2 −1 (2r +1)⋅(2r −1) 2r +1 Beispiel 4 Teilsummen ausklammern (ganze Klammern ausklammern) kp−5p+k −5 p(k −5)+(k −5) (k −5)⋅(p+1) k −5 = = = kp+k k⋅(p+1) k⋅(p+1) k Beispiel 5 Faktorisieren mit Mittelgliedzerlegung, -1 ausklammern k2 −13k +42 (k −6)⋅(k −7) (k −6)⋅(−1)⋅(7−k) 6−k = = = 14−2k 2⋅(7−k) 2⋅(7−k) 2 30.12.08 6 VIP Terme / Grundlagen Arbeitsanleitung / Theorie →→→→ Übung S. 7, Nr. 14 abcdefgij / 15abcdef / 16 ab 3.4. Erweitern / gleichnamig machen Ist eine Zahl(Term) v sowohl Vielfaches einer Zahl (eines Terms) a als auch Vielfaches einer Zahl (eines Terms) b, so heisst v gemeinsames Vielfaches von a und b. Das kleinste gemeinsame Vielfache wird mit kgV bezeichnet. Das kgV zweier Zahlen (Terme) erhält man durch die Faktorzerlegung in Primfaktoren. Man wählt jeden Primfaktor dort aus, wo er am häufigsten vorkommt und multipliziert alle ausgewählten Primfaktoren miteinander. 18= 2⋅3⋅3 60 =2⋅2⋅3⋅5 kgV =2⋅2⋅3⋅3⋅5=180 Lösungshilfen Beispiel 1 15m2=3⋅5⋅m2 −8mq = (−1)⋅23 ⋅m⋅q kgV = (−1)⋅23 ⋅3⋅5⋅m2 ⋅q =-120m2q Beispiel 2 Faktorisieren, kgV bestimmen n3+2n2=n2 ⋅(n+2) n3–4n=n⋅(n+2)⋅(n-2) kgV = n2(n+2)(n−2) →→→→ Übung S. 8, Nr. 17 abcdeghi 3.5. Addition und Subtraktion Gleichnamige Brüche (gleicher Nenner) werden addiert(subtrahiert) indem man die Zähler addiert und den Nenner beibehält. Ungleichnamige Brüche werden addiert(subtrahiert) indem man die Brüche gleichnamig macht und diese gleichnamigen Brüche dann addiert(subtrahiert). a b ad bc ad ±bc ± = ± = c d cd cd cd 30.12.08 7 VIP Terme / Grundlagen Arbeitsanleitung / Theorie Lösungshilfen Beispiel 1 Gleichnamig machen, alles auf einen Bruchstrich, ausmultiplizieren, zusammenfassen ( ) a+b a−b a(a+b) b(a−b) a2 +ab− ab−b2 a2 +ab−ab+b2 a2 +b2 − = − = = = b a ab ab ab ab ab Beispiel 2 Eins als Nenner, gleichnamig machen, alles auf einen Bruchstrich, Vorzeichen (Achtung: Bruch wirkt wie eine Klammer), zusammenfassen k2 −k +1 2 k2 −k +1 2k2 k2 −k +1 2k2 −k2 +k −1 k2 +k −1 2− = − = − = = k2 1 k2 k2 k2 k2 k2 Beispiel 3 Faktorisieren, gleichnamig machen, alles auf einen Bruchstrich, ausmultiplizieren (Vorzeichen Achtung: Bruch wirkt wie eine Klammer), zusammenfassen, kürzen n 2n+1 n2 +5n n 2n+1 n2 +5n − + = − + = n+1 n−1 n2 −1 n+1 n−1 (n+1)(n−1) n(n−1) (2n+1)(n+1) n2 +5n − + = (n+1)(n−1) (n+1)(n−1) (n+1)(n−1) n2 −n−2n2 −3n−1+n2 +5n n−1 1 = = (n+1)(n−1) (n+1)(n−1) n+1 Beispiel 4 Faktorisieren, gleichnamig machen (2. Bruch mit -1 erweitern), alles auf einen Bruchstrich, ausmultiplizieren (Achtung Vorzeichen...), zusammenfassen, ausklammern, kürzen m2 −8m m m2 −8m m ⋅(-1) m2 −8m −m − = − = − = 2m2 +m−15 5−2m (2m−5)(m+3) 5−2m⋅(−1) (2m−5)(m+3) 2m−5 m2 −8m −m(m+3) m2 −8m+m2 +3m 2m2 −5m − = = = (2m−5)(m+3) (2m−5)(m+3) (2m−5)(m+3) (2m−5)(m+3) m(2m−5) m = (2m−5)(m+3) m+3 →→→→ Übung S. 8, Nr. 19 abcdefghimno / 20 abcdefgh 30.12.08 8 VIP Terme / Grundlagen Arbeitsanleitung / Theorie 3.6. Multiplikation Zähler⋅Zähler Faktorisieren, alles auf einen Bruchstrich, kürzen! Nenner⋅Nenner Lösungshilfen (Klammern setzen, nicht auflösen!) Beispiel 1 Faktorisieren mit Mittelgliedzerlegung d d ⋅(d −5) d ⋅(d −5)= = d2 −8d +15 (d −5)⋅(d −3) d −3 Beispiel 2 Faktorisieren mit Ausklammern / -1 ausklammern oder mit -1 erweitern 4f +4g 3⋅(g − f )⋅4⋅(f + g) 3⋅(−1)⋅(f −g)⋅4⋅(f + g) 12⋅(f + g) (3g −3f )⋅ = = = − 5f −5g 5⋅(f − g) −5⋅(f −g) 5 Beispiel 3 Faktorisieren mit Binomischer Formel, Mittelgliedzerlegung v2 +4v+4 9t −9 (v+2)2 ⋅9⋅(t −1) 3⋅(v+2) ⋅ = = 3t −3 v2 +5v+6 3⋅(t −1)⋅(v+2)⋅(v+3) v+3 3.7. Division Bruchterme werden miteinander dividiert, indem man den ersten Bruch mit dem Kehrwert des zweiten Bruches multipliziert. Lösungshilfen Beispiel 1 Kehrwert mit Nenner 1 bilden, ausklammern, kürzen. 6hs−9h 6hs−9h 18hs 3h⋅(2s−3)⋅1 2s−3 :18hs = : = = 10s 10s 1 10s⋅18hs 60s2 Beispiel 2 Kehrwert, Vorzeichenüberlegung, alles auf einen Bruchstrich, kürzen 78f 48f 2 78f ⋅85h3 13 − :− = + = 85h3 85h3 85h3 ⋅48f 2 8f Beispiel 3 Kehrwert, alles auf einen Bruchstrich, Faktorisieren (ausklammern, Binomische Formel), kürzen. m2 −m m2 −1 m(m−1)⋅4(m+2) 4m : = = m+2 4m+8 (m+2)⋅(m+1)(m−1) m+1 Beispiel 4 Kehrwert, alles auf einen Bruchstrich, -1 ausklammern, kürzen. k −7 (7−k) (−k −7) (−1)⋅(k −7)⋅(−k −7) (7−k): = ⋅ = =(−1)⋅(−k −7)= k +7 −k −7 1 k −7 k −7 30.12.08 9 VIP Terme / Grundlagen Arbeitsanleitung / Theorie 3.8. Doppelbrüche Doppelbrüche werden weggeschafft, indem man den Hauptbruchstrich durch ein Divisionszeichen ersetzt und dann die beiden Brüche dividiert: a b a c ad = : = c b d bc d →→→→ Übung Aufgabenblatt unten / S. 9 Nr. 22 abef / 23 ac Aufgabenblatt Multiplikation / Division 9a 7m2 −3n2 1. 6ab⋅ 2. ⋅ 4b −12n3 14m 4f +4g m−n 5m 3. (3g −3f)⋅ 4. ⋅ 5f −5g 3m 2m−2n d −1 12d2 v2 +4v+4 9t −9 5. ⋅ 6. ⋅ 18d 1−d 3t −3 v2 +5v+6 t 3u2 −3v2 15de 7. ⋅ 8. :6de 4u+4v t2 +t 4e 2a+2b n2 −19n+90 n−9 9. :(a+b) 10. : ab n+9 n+9 4x2 2x z z 11. : 12. : 2x3 −2x2 −12x x2 +4x+4 3z−3 2−2z m2 −m m2 −1 c2 −d2 c+d 13. : 14. : m+2 4m+8 c−1 1−c Lösungen 27a2 m 12(f + g) 5 2d 3(v+2) 3(u−v) 1. / 2. / 3. − / 4. / 5. − / 6. / 7. 2 8n 5 6 3 v+3 4(t +1) 5 2 x+2 2 4m 8. / 9. / 10. n−10 / 11. / 12. − / 13. / 14. d −c 8e ab x−3 3 m+1 30.12.08 10 VIP
Description: