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Ganzrationale Gleichungen über Teilermethode


Lösen


Basiswissen


Viele ganzrationale Gleichungen ab Grad 3 sind über feste Verfahren nur sehr aufwändig oder gar nicht lösbar. Eine Methode zum intelligenten, effizienten Probieren ist hier oft der beste Weg. Das wird hier kurz beschrieben.

Hintergrund


Das hier beschriebene Lösungsverfahren beruht auf dem sogenanten Satz über rationale Nullstellen. Es wird oft auch als effizientes Probieren bezeichnet. Es liefert nicht sicher alle Nullstellen, oft aber sehr schnell und einfach viele mögliche Nullstellen von ganzrationalen Gleichungen, auch Polynomgleichungen oder diophantische Gleichungen genannt. Zum Hintergrund lies unter Satz über rationale Nullstellen ↗

Anwendbarkeit



Aussage



Anleitung


Zuerst muss man die Gleichung kürzen, das heißt: durch Division der rechten Seite alle Koeffizienten so klein wie möglich machen, sie müssen dabei aber ganze Zahlen bleiben. Man notiert dann alle positiven und negativen Teiler des Leitkoeffizienten sowie des absoluten Gliedes, also ihre Teilermengen. Dann bildet man alle möglichen Kombinationen von Brüchen aus beiden Mengen. Dann probiert man der Reihe nach für alle diese Brüche über Einsetzen, ob sie eine Lösung sind.

Beispiel



Nutzen




Fazit


Mit dieser Methode hat man alle möglichen Lösungen erfasst, die es als rationale Zahl geben kann. Die einzige solche Lösung ist hier die Zahl 3. Zur weiteren Probe kann man sich auch den Graphen von f(x) = 2x^4 + 2x^3 - 6x^2 - 162 ansehen. Bei x=3 dürfte es die einzige Nullstelle geben. Möglicherweise gibt es noch irrationale Nullstellen. Das könnten zum Beispiel Zahlen sein wie
√5, √14, e oder pi. Diese werden durch das Verfahren hier nicht erfasst. Aber dadurch dass man überhaupt erst einmal eine erste Nullstelle finden kann, eröffnen sich dann für ganzrationale Gleichungen weitere Methode. Hat man zum Beispiel mindestens eine Nullstellge gefunden, kann man weitere Lösungen finden mit der sogenannten Polynomdivision ↗