Betragsrechner
Löse Betragsgleichungen und -ungleichungen mit KI-gestützten Schritt-für-Schritt-Lösungen
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Was ist der Betrag?
Der Betrag einer reellen Zahl , geschrieben als , ist ihr Abstand von auf dem Zahlenstrahl:
Wichtige Eigenschaften:
- für alle , mit Gleichheit genau dann, wenn .
- (Multiplikativität).
- (Dreiecksungleichung).
- , also .
Geometrische Deutung: ist der Abstand zwischen den Zahlen und auf dem Zahlenstrahl. Deshalb lassen sich Betragsungleichungen sauber in Abstandsaussagen übersetzen.
Der Betrag lässt sich auf komplexe Zahlen () und auf Vektoren (euklidische Norm) erweitern, aber hier konzentrieren wir uns auf den reellwertigen Fall, der in den meisten Aufgaben vorkommt.
So löst man Betragsaufgaben
Typ 1: Betragsgleichung
, wobei eine Konstante ist.
- Falls : keine Lösung (ein Betrag kann nie negativ sein).
- Falls : löse .
- Falls : teile in zwei Fälle auf: oder . Löse beide und behalte alle gültigen Lösungen.
Beispiel: teilt sich auf in oder und ergibt oder .
Typ 2: Kleiner-als-Ungleichung
(oder ), wobei .
Gleichwertig zu: (eine zusammengesetzte Ungleichung, UND).
Geometrische Bedeutung: liegt im Abstand kleiner als von .
Beispiel: wird zu und ergibt .
Falls , gibt es keine Lösung (bzw. nur , falls ).
Typ 3: Größer-als-Ungleichung
(oder ), wobei .
Gleichwertig zu: oder (eine Disjunktion, ODER).
Beispiel: wird zu oder und ergibt oder .
Falls , erfüllt jede reelle Zahl die Ungleichung.
Knifflig: Betrag auf beiden Seiten
teilt sich auf in oder .
Lösungen überprüfen
Setze immer in die ursprüngliche Gleichung zurück ein. Quadrieren oder Fallunterscheidung kann in manchen Fällen Scheinlösungen einführen.
Häufige Fehler, die man vermeiden sollte
- Den negativen Fall weglassen: hat zwei Lösungen, und . Anfänger schreiben oft nur die positive auf.
- UND und ODER vertauschen: nutzt UND (zwischen und ); nutzt ODER (kleiner als oder größer als ). Vertauscht man sie, erhält man falsche Antworten.
- Vergessen, dass nicht negativ sein darf: hat keine Lösung, da immer gilt.
- Vorzeichenverwechslung im negativen Fall: ergibt , nicht . Negiere den gesamten Ausdruck, der gleich ist.
- Scheinlösungen übersehen: Setze nach dem Lösen immer in die ursprüngliche Gleichung zurück ein. Wenn die Betragsstruktur darauf beruhte, dass nicht negativ ist, überprüfe das.
Examples
Frequently Asked Questions
Der Betrag ist immer nicht negativ (≥ 0), kann also nie gleich einer negativen Zahl sein. Die Gleichung hat keine reelle Lösung.
|x - a| ist der Abstand zwischen x und a auf dem Zahlenstrahl. Also bedeutet |x - 3| < 5 'x liegt höchstens 5 Einheiten von 3 entfernt', was sich zu -2 < x < 8 übersetzt.
|x| < c bedeutet 'x liegt innerhalb von c um 0' — ein einzelnes Intervall (UND). |x| > c bedeutet 'x liegt weiter als c von 0 entfernt' — zwei getrennte Intervalle (ODER). Die Geometrie erzwingt den logischen Operator.
Teile in zwei Fälle auf: x = 2x - 3 (ergibt x = 3) oder x = -(2x - 3) (ergibt x = 1). Überprüfe immer beide Lösungskandidaten in der ursprünglichen Gleichung.
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