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Mathe

Die quadratische Ergänzung

Mit der quadratischen Ergänzung machst du aus einer Gleichung mit x² und x ein vollständiges Quadrat. Dann ziehst du die Wurzel.

  • ca. 12 Minuten
  • Klasse 9
  • Niveau: Standard

Das lernst du heute

  • Ich ergänze x² + bx zu einem vollständigen Quadrat.
  • Ich löse die Gleichung durch Wurzelziehen.
  • Ich prüfe meine Lösungen mit der Probe.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst eine dieser Lektionen: Die erste Formel mit Faktoren, Rückwärts: Faktorisieren

Die Gleichung x² + 6x + 5 = 0 hat ein x² und ein x. Mit Wurzelziehen allein geht es nicht. Du machst daraus ein vollständiges Quadrat, mit der ersten binomischen Formel.

Schritt 1: Bringe die Zahl auf die rechte Seite. x² + 6x = −5.

Schritt 2: Halbiere die Zahl vor x und quadriere: (6 : 2)² = 9. Addiere 9 auf beiden Seiten. x² + 6x + 9 = 4.

Schritt 3: Links steht jetzt (x + 3)². Also (x + 3)² = 4.

Schritt 4: Ziehe die Wurzel. x + 3 = 2 oder x + 3 = −2. Daraus folgt x = −1 oder x = −5.

Die ergänzte Zahl ist immer das Quadrat der halben Zahl vor x.
GleichungMit ErgänzungLösungen
x² + 6x + 5 = 0(x + 3)² = 4−1 und −5
x² − 4x − 5 = 0(x − 2)² = 95 und −1
x² + 8x + 7 = 0(x + 4)² = 9−1 und −7
x² − 2x − 3 = 0(x − 1)² = 43 und −1

x² − 4x − 5 = 0 lösen

  1. x² − 4x − 5 = 0 | + 5, also x² − 4x = 5
  2. Halbe Zahl: −4 : 2 = −2. Quadrat: 4.
  3. Auf beiden Seiten + 4: x² − 4x + 4 = 5 + 4
  4. (x − 2)² = 9
  5. x − 2 = 3 oder x − 2 = −3
  6. x = 5 oder x = −1
  7. Probe x = 5: 25 − 20 − 5 = 0. Probe x = −1: 1 + 4 − 5 = 0.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Halbieren.

Quadrieren.

Auf beiden Seiten addieren.

Klammer-Quadrat schreiben.

Wurzel ziehen.

Ein Beispiel

Beispiel

Eine Fläche x² + 6x wird zu einem Quadrat, wenn du ein kleines Quadrat mit 3 · 3 = 9 dazulegst. Dann entsteht ein großes Quadrat mit der Seite x + 3.

Schritt für Schritt

Wir lösen x² + 8x + 7 = 0

  1. x² + 8x = −7
  2. Halbe Zahl: 4. Quadrat: 16.
  3. x² + 8x + 16 = −7 + 16
  4. (x + 4)² = 9
  5. x + 4 = 3 oder x + 4 = −3
  6. x = −1 oder x = −7

Mit einem Bild erklärt

SchrittGleichung
Startx² + 8x + 7 = 0
− 7x² + 8x = −7
+ 16x² + 8x + 16 = 9
Quadrat(x + 4)² = 9
Wurzelx = −1 oder x = −7

Zur Grundlage zurück

Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Welche Zahl ergänzt x² + 10x zu einem vollständigen Quadrat?

Zeig mir den ersten Schritt

Halbiere 10 und quadriere.

Lösung ansehen

Lösung: 25

5² = 25.

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Löse x² − 4x − 5 = 0. Wie lautet die größere Lösung?

Zeig mir den ersten Schritt

(x − 2)² = 9.

Lösung ansehen

Lösung: 5

x − 2 = 3 gibt x = 5.

Tipp: Addiere die ergänzte Zahl auf beiden Seiten. Sonst ändert sich die Gleichung.

Merksatz: x² + bx + (b/2)² = (x + b/2)². Ergänze (b/2)² auf beiden Seiten, ziehe dann die Wurzel.

Typischer Fehler: Viele ergänzen nur auf der linken Seite. Dann stimmt die Gleichung nicht mehr. Rechne auf beiden Seiten dieselbe Zahl dazu, zum Beispiel + 9.

Prüfen

Mini-Quiz

4 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Welche Gleichung entsteht aus x² − 4x − 5 = 0 nach der Ergänzung?
Lösung ansehen

Lösung: (x − 2)² = 9

Frage 2 Löse x² + 2x − 8 = 0. Wie lautet die kleinere Lösung?

Zeig mir den ersten Schritt

x² + 2x + 1 = 9.

Lösung ansehen

Lösung: -4

(x + 1)² = 9, also x = 2 oder x = −4.

Frage 3 Löse x² − 2x − 3 = 0. Wie lautet die größere Lösung?

Zeig mir den ersten Schritt

(x − 1)² = 4.

Lösung ansehen

Lösung: 3

x − 1 = 2 gibt x = 3.

Frage 4 Bei der quadratischen Ergänzung addierst du die Zahl nur auf der linken Seite.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt nicht

Geschafft

Die quadratische Ergänzung macht aus x² + bx + c = 0 eine Gleichung mit einem Quadrat in der Klammer, zum Beispiel (x + 3)² = 4. Diese löst du mit der Wurzel.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

Übungsheft Quadratische Gleichungen

Kurz erklärt, 48 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.

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