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Nullstellenrechner

Gib eine Funktion oder eine Gleichung ein. Der Rechner bestimmt alle Nullstellen und zeigt den Rechenweg, den Du auch im Heft gehen würdest: pq-Formel, Ausklammern, Substitution, Polynomdivision oder Satz vom Nullprodukt – für e-, ln- und Wurzelfunktionen mit Umkehrfunktion. Dazu bekommst Du die Vielfachheit jeder Nullstelle und den Graphen.

Potenzen mit ^, Malzeichen darf fehlen (2x). e-Funktion als e^(2x), Logarithmus als ln(x), Wurzel als sqrt(x).
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Ergebnis

Die Funktion hat 2 Nullstellen:

\[x_{1} = \ln\left(2\right) \approx 0{,}6931\]
\[x_{2} = \ln\left(3\right) \approx 1{,}0986\]
Zum Rechenweg

Rechenweg

  1. Ansatz: f(x) = 0

    Nullstellen sind die x-Werte, an denen der Graph die x-Achse trifft. Dort ist der Funktionswert 0 – Du löst also die Gleichung f(x) = 0.

    \[f(x) = 0 \quad\Leftrightarrow\quad \mathrm{e}^{2\,x} - 5\,\mathrm{e}^{x} + 6 = 0\]
  2. Substitution z = eˣ

    Die Gleichung enthält e^(2x) = (eˣ)² und eˣ. Mit z = eˣ wird daraus eine quadratische Gleichung.

    \[\mathrm{e}^{2\,x} - 5\,\mathrm{e}^{x} + 6 = 0\]
    \[z = \mathrm{e}^{x}:\quad z^{2} - 5z + 6 = 0\]
  3. Gleichung für z: pq-Formel

    Teile zuerst durch die Zahl vor z² (Normalform), lies p und q ab und setze in die pq-Formel ein. Die pq-Formel liefert zwei Lösungen.

    \[z^{2} - 5z + 6 = 0 \qquad p = -5,\; q = 6\]
    \[z_{1,2} = \frac{5}{2} \pm \sqrt{\left(-\frac{5}{2}\right)^{2} - 6} = \frac{5}{2} \pm \sqrt{\frac{1}{4}}\]
    \[z_1 = \frac{5}{2} - \frac{1}{2} = 2,\quad z_2 = \frac{5}{2} + \frac{1}{2} = 3\]
  4. Rücksubstitution

    Setze z = eˣ wieder ein und logarithmiere. Weil eˣ immer positiv ist, liefern nur positive Lösungen z eine Lösung für x.

    \[z_1 = 2:\quad \mathrm{e}^{x} = 2 \quad\Rightarrow\quad x = \ln\left(2\right) \approx 0{,}6931\]
    \[z_2 = 3:\quad \mathrm{e}^{x} = 3 \quad\Rightarrow\quad x = \ln\left(3\right) \approx 1{,}0986\]

Graph

−4−3−2−112345−1010203040506070xy0fN1N2

Die Nullstellen sind die Stellen, an denen der Graph die x-Achse schneidet oder berührt.

Übersicht der Nullstellen

NullstelleDezimalwertVielfachheitGraph an dieser Stelle
\(x_{1} = \ln\left(2\right)\)0,69311schneidet die x-Achse (Vorzeichenwechsel)
\(x_{2} = \ln\left(3\right)\)1,09861schneidet die x-Achse (Vorzeichenwechsel)

So findet der Rechner den Lösungsweg

Der Rechner schaut sich zuerst die Form des Terms an und wählt dann das passende Verfahren – genau wie Du in einer Klassenarbeit:

Form des TermsBeispielVerfahren
linear\(3x - 6\)nach x auflösen
quadratisch\(x^2 - 4x - 5\)pq-Formel (bzw. abc-Formel)
ohne Zahl am Ende\(x^3 - 2x^2\)x ausklammern, Satz vom Nullprodukt
nur \(x^4\), \(x^2\) und Zahl\(x^4 - 5x^2 + 4\)Substitution \(z = x^2\)
Grad 3 oder höher\(x^3 - 6x^2 + 11x - 6\)Nullstelle raten, Polynomdivision
Produkt\((x^2 - 4)\cdot e^x\)Satz vom Nullprodukt, jeden Faktor einzeln
Bruch\(\frac{x^2 - 4}{x - 1}\)Zähler = 0, Nenner ≠ 0
e-Funktion, ln, Wurzel\(2e^{3x} - 6\)umstellen, Umkehrfunktion (ln, e, Quadrieren)
sonstige\(x - \cos(x)\)Näherungsverfahren (Intervallhalbierung)

Alle Verfahren mit Beispielen und Übungsaufgaben erklärt die Seite Nullstellen berechnen. Hochpunkte, Tiefpunkte, Wendepunkte und Asymptoten auf einmal liefert der Kurvendiskussion-Rechner, die schriftliche Polynomdivision im Detail der Polynomdivision-Rechner.

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