Wie funktioniert die Substitutionsmethode in der Mathematik?
Beim Lösen einer Gleichung mit der Unbekannten x kann es hilfreich sein, eine Substitution vorzunehmen. Man ersetzt dabei einen geeigneten x-Term (z.B. x²) durch eine neue Variable, z.B. "z", so dass die Gleichung gelöst werden kann. Wenn man die Lösung(en) für z kennt, findet man die Lösungen für x leicht heraus (Re- / Rücksubstitution).
Beispiel 1
Löse die Gleichung.
| = | 0 |
Lösung durch Substitution:
| = |
|
| ||||||||||||||||
| = |
| |||||||||||||||||
Durch die Substitution erhält man eine quadratische Gleichung und kann die Mitternachtsformel anwenden:
| = |
| ||||||||||||||||||
| = |
| ||||||||||||||||||
| = |
| ||||||||||||||||||
| = |
| ||||||||||||||||||
Jetzt kennt man die Lösungen für z; die Lösungen für x erhält man durch Resubstitution (Rücksubstitution). Dabei setzt man x² nacheinander gleich mit den ermittelten z-Lösungen und löst nach x auf:
|
|
Insgesamt erhält man also die vier unterstrichenen Lösungen für x.
Ähnliche Beispiele werden in den folgenden Videos behandelt:
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Beispiel 2
| = | 0 |
Lösung durch Substitution:
| = |
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| ||||||||||||||||
| = |
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Durch die Substitution erhält man eine quadratische Gleichung und kann die pq-Formel anwenden:
| = |
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| = |
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Jetzt kennt man die Lösungen für z; die Lösungen für x erhält man durch Resubstitution. Dabei setzt man x² nacheinander gleich mit den ermittelten z-Lösungen und löst nach x auf:
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Insgesamt erhält man also die vier unterstrichenen Lösungen für x.
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