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Quadratische Trinome faktorisieren

Ein quadratisches Trinom wie x² + 5x + 6 lässt sich als Produkt zweier Klammern schreiben: (x + 2)(x + 3). Bei x² + bx + c suchst du zwei Zahlen, deren Produkt c und deren Summe b ist. Bei ax² + bx + c suchst du zwei Zahlen mit Produkt a · c und Summe b, zerlegst das Mittelglied und klammerst gemeinsame Faktoren aus. Prüfe immer durch Ausmultiplizieren.

🎬 Geschichte Schritt für Schritt

  1. Es gibt drei Arten von Kacheln. Ein großes Quadrat ist x². Ein langer Streifen ist x. Ein kleines Quadrat ist 1. Hier haben wir 1 großes Quadrat, 5 Streifen und 6 kleine Quadrate.
  2. Jetzt legen wir alle Kacheln zu einem Rechteck zusammen. Sie passen ohne Lücke. Die beiden Seiten sind x + 2 und x + 3.
  3. Schau auf die kleinen Quadrate in der Ecke: 2 Reihen mit je 3 ergeben 6. Und die Seitenzahlen 2 und 3 ergeben zusammen 5, die Anzahl der Streifen.
  4. Daraus folgt die Regel. Suche zwei Zahlen, deren Produkt die letzte Zahl ist und deren Summe die mittlere Zahl ist. Bewege die Regler und sieh nach.
  5. Bei 2 großen Quadraten verteilen sich die Streifen anders. Die Kacheln für 2x² + 7x + 3 bilden ein Rechteck mit den Seiten 2x + 1 und x + 3.
  6. Freies Spiel: Wähle a, p und q. Lies das Trinom ab. Prüfe, dass die Kacheln immer ein Rechteck ergeben.

Tipp: Zieh die 3D-Szene, um sie zu drehen. Mit zwei Fingern zoomst du.

🤔 Häufige Zweifel, geklärt

Welche drei Arten von Kacheln gibt es?

Ein großes Quadrat ist x², ein Streifen ist x, ein kleines Quadrat ist 1. Die Fläche jeder Kachel ist ihr Name.

Warum müssen die Kacheln ein Rechteck bilden?

Faktorisieren heißt, die Fläche als Länge mal Breite zu schreiben. Wenn die Kacheln lückenlos ein Rechteck bilden, sind die beiden Seiten die Faktoren.

Warum ist das Produkt der beiden Zahlen gleich c?

Die kleinen Quadrate füllen die Ecke. Reihen mal Spalten ergibt die Anzahl der kleinen Quadrate, und das ist c.

Warum ist die Summe der beiden Zahlen gleich b?

Die Streifen liegen an den zwei Seiten des großen Quadrats. Auf der einen Seite sind p Streifen, auf der anderen q. Zusammen sind es p + q Streifen, also b.

Was mache ich mit Minuszeichen?

Die Kacheln zeigen hier nur Pluszeichen, aber die Regel bleibt gleich: Produkt c, Summe b, und nutze die Vorzeichentabelle. Ist c negativ, haben die beiden Zahlen verschiedene Vorzeichen.

Was ändert sich, wenn a nicht 1 ist?

Es gibt zwei oder mehr große Quadrate, daher verteilen sich die Streifen auf die Reihen. Wir multiplizieren zuerst a und c. Sieh dir 2x² + 7x + 3 an: 2 × 3 = 6 und 6 + 1 = 7.

Was ist ein quadratisches Trinom?

Ein Trinom hat drei Glieder. Bei einem quadratischen Term ist x² die höchste Potenz. Also ist x² + 5x + 6 ein quadratisches Trinom.

Die allgemeine Form ist ax² + bx + c. Dabei ist a die Zahl vor x², b die Zahl vor x und c die Zahl ohne x.

Faktorisieren heißt, den Term als Produkt einfacherer Klammern zu schreiben. Es ist das Gegenteil von Ausmultiplizieren.

Mit Algebrakacheln sehen

Ein großes Quadrat hat die Fläche x². Ein Streifen hat die Fläche x. Ein kleines Quadrat hat die Fläche 1. Für x² + 5x + 6 nimmst du 1 großes Quadrat, 5 Streifen und 6 kleine Quadrate.

Lege sie zu einem Rechteck zusammen. Die Breite ist x + 3 und die Höhe ist x + 2. Die Fläche eines Rechtecks ist Breite mal Höhe, also

x² + 5x + 6 = (x + 2)(x + 3)

Wenn deine Kacheln kein Rechteck ergeben, lässt sich das Trinom nicht mit ganzen Zahlen faktorisieren.

x² + bx + c faktorisieren

Multiplizierst du (x + m)(x + n) aus, erhältst du x² + (m + n)x + mn. Wir brauchen also zwei Zahlen m und n mit m × n = c und m + n = b.

  1. Liste die Zahlenpaare auf, deren Produkt c ist.
  2. Wähle das Paar, dessen Summe b ist.
  3. Schreibe (x + m)(x + n).
  4. Multipliziere aus, um zu prüfen.

Beispiel: x² + 7x + 12. Paare für 12: 1 und 12, 2 und 6, 3 und 4. Nur 3 + 4 = 7. Also (x + 3)(x + 4).

Vorzeichen

cbDie beiden ZahlenBeispiel
++beide +x² + 7x + 12 = (x + 3)(x + 4)
+−beide −x² − 7x + 12 = (x − 3)(x − 4)
−+eine + und eine −; die größere ist +x² + 2x − 15 = (x + 5)(x − 3)
−−eine + und eine −; die größere ist −x² − 2x − 15 = (x − 5)(x + 3)

Ist c positiv, haben beide Zahlen dasselbe Vorzeichen. Ist c negativ, haben sie verschiedene Vorzeichen.

ax² + bx + c faktorisieren (Mittelglied zerlegen)

Ist a nicht 1, multipliziere a und c. Suche zwei Zahlen mit Produkt a × c und Summe b. Mit ihnen zerlegst du das Mittelglied. Danach klammerst du aus.

Beispiel: 2x² + 7x + 3. a × c = 6. Die Zahlen 6 und 1 haben das Produkt 6 und die Summe 7.

2x² + 6x + x + 3 = 2x(x + 3) + 1(x + 3) = (x + 3)(2x + 1).

Die Kacheln bestätigen das: 2 große Quadrate, 7 Streifen und 3 kleine Quadrate bilden ein Rechteck mit den Seiten x + 3 und 2x + 1.

Besondere Trinome

Vollständige Quadrate: x² + 2mx + m² = (x + m)² und x² − 2mx + m² = (x − m)². Beispiel: x² + 10x + 25 = (x + 5)². Die Kacheln bilden ein Quadrat.

Differenz zweier Quadrate: x² − m² = (x − m)(x + m). Es gibt kein Mittelglied, weil sich +m und −m aufheben.

Immer prüfen: Multipliziere deine Klammern aus. Du musst den ursprünglichen Term zurückbekommen.

Probier es aus: ein Versuch

Stelle im 3D a = 1 ein und bewege p und q. Sage das Trinom voraus, bevor du hinschaust. Lies es dann vom Bildschirm ab. Schneide zu Hause ein Papierquadrat für x² aus sowie Streifen und kleine Quadrate aus Karton. Lege x² + 4x + 3 zu einem Rechteck und lies seine Seiten ab.

Wichtige Formeln und Definitionen

Gelöste Beispiele

1. Faktorisiere x² + 7x + 12.

Wir brauchen zwei Zahlen mit Produkt 12 und Summe 7. Das sind 3 und 4. Also x² + 7x + 12 = (x + 3)(x + 4).

2. Faktorisiere x² − 8x + 15.

c ist positiv und b ist negativ, also sind beide Zahlen negativ. Produkt 15, Summe −8: −3 und −5. Also (x − 3)(x − 5).

3. Faktorisiere x² + 3x − 10.

c ist negativ, also ist eine Zahl + und eine −. Produkt −10, Summe 3: +5 und −2. Also (x + 5)(x − 2).

4. Faktorisiere x² − x − 20.

Produkt −20, Summe −1: −5 und +4. Also (x − 5)(x + 4).

5. Faktorisiere 2x² + 7x + 3.

a × c = 6. Zwei Zahlen mit Produkt 6 und Summe 7: 6 und 1. 2x² + 6x + x + 3 = 2x(x + 3) + 1(x + 3) = (x + 3)(2x + 1).

6. Faktorisiere 6x² − 5x − 6.

a × c = −36. Zwei Zahlen mit Produkt −36 und Summe −5: −9 und +4. 6x² − 9x + 4x − 6 = 3x(2x − 3) + 2(2x − 3) = (2x − 3)(3x + 2).

7. Faktorisiere x² + 10x + 25.

25 = 5 × 5 und 5 + 5 = 10. Also x² + 10x + 25 = (x + 5)(x + 5) = (x + 5)².

8. Löse x² − 5x + 6 = 0.

Faktorisiere: (x − 2)(x − 3) = 0. Ein Produkt ist nur null, wenn ein Faktor null ist, also x = 2 oder x = 3.

Häufige Fehler

Übungsquiz

1. Welche zwei Zahlen haben das Produkt 10 und die Summe 7?
2. x² + 9x + 20 faktorisiert man zu:
3. x² − 6x + 8 faktorisiert man zu:
4. In (x + 3)(x − 7) ist das Mittelglied der ausmultiplizierten Form:
5. Welches Produkt nutzen wir bei 3x² + 10x + 8, um das Mittelglied zu zerlegen?

Üben: Beantworte diese selbst

Tippe oder wähle deine Antwort und drücke dann Prüfen. Nutze einen Tipp, wenn du nicht weiterkommst; die ganze Lösung erscheint nach deiner Antwort.

Häufig gestellte Fragen

Was ist ein quadratisches Trinom?

Es ist ein Term mit drei Gliedern, dessen höchste Potenz x² ist, zum Beispiel x² + 5x + 6 oder 2x² − 3x + 1.

Wie faktorisiere ich x² + bx + c schnell?

Suche zwei Zahlen mit Produkt c und Summe b. Schreibe dann (x + erste Zahl)(x + zweite Zahl).

Was ist, wenn sich das Trinom nicht faktorisieren lässt?

Manche Trinome, wie x² + x + 1, haben keine ganzzahligen Faktoren. Die Gleichung kannst du trotzdem mit der Lösungsformel lösen.

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