Station 13 Polynomdivision JJ G

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An dieser Station sollt ihr das Verfahren der Polynomdivision kennenlernen, mit dem man Polynome in Faktoren zerlegen kann. Bei der Entwicklung dieses Verfahrens wird auf euer Vorwissen über quadratische Funktionen und Stoff aus der Sekundarstufe I zurückgegriffen.

Gegeben ist die quadratische Funktion f(x):= x² - 5x + 6.

Erster Rückgriff auf euer Vorwissen:

Bestimme die Nullstellen von f und löse die Klammern auf: (x-2) . (x-3)!

Beobachtungen:


1. f(x) = x² - 5x + 6

          = (x-2) . (x-3), wobei 2 und 3 die beiden Nullstellen von f sind.

2. Die Faktoren (x – 2) und (x -3) nennt man Linearfaktoren des Funktionsterms f(x) = x² - 5x + 6.

3. Die Nullstellen 2 und 3 sind Teiler von 6 in dem Funktionsterm von f(x).

Zweiter Rückgriff auf euer Vorwissen:

Es gilt: 144 = 6 . 24. Dann gilt auch: 144 : 6 = 24.
 
 Kann man dies auch auf Terme übertragen? Konkret:

Es gilt: x² - 5x + 6 = (x-2) . (x-3). 
Gilt dann wie bei der "normalen" Division (x² - 5x + 6) : (x – 2) = (x-3)?

Bearbeite zur Vorbereitung dieser Überlegung die folgende

Aufgabe1:

Führe die Division 144 : 6 schriftlich durch!


Lösung

Übertrage die schriftliche Division auf die Division (x² - 5x + 6) : (x – 2):

  (x² - 5x + 6) : (x – 2) = x – 3                      Begründung:
-(x² - 2x)
                                                     x . (x – 2) = x² - 2x
       - 3x + 6                                               x² - x² = 0  und  -5x – (-2x) = -5x + 2x = -3x,  und  "+ 6" unten hinschreiben
    -(- 3x + 6)                                             -3 . (x –  2) = -3x + 6,
              0                                                 -3x + 6 –(-3x + 6) = 0

Es gilt also: x² -5x + 6 = (x - 2) . (x – 3)!

Hinweise:

  1. Diese Art von Division nennt man Polynomdivision.
  2. Wenn man eine Polynomdivision durchführen soll, muss man aber eine Nullstelle des Divisors kennen!
  3. Mit Hilfe der Polynomdivision kann man Funktionsgleichungen in Linearfaktoren zerlegen.
 

Gegeben ist nun die Funktion f mit f(x) = x³ - 15x² + 71x - 105, deren Funktionsgraph unten zu sehen ist:

f hat die Nullstellen 3, 5 und 7.

Aufgabe 2:

Zerlege f(x) = x³ - 15x² + 71x - 105 mit Hilfe der Polynomdivision in Linearfaktoren!
 
 

Aufgabe 3:

Zerlege die Funktion f(x) = x³ - 2x² - x + 2 mit der Polynomdivision in Linearfaktoren!

Hinweis: Fertige keine Zeichnung an. Suche die erste Nullstelle unter den Teilern von +2!

Warum sollen die Teiler von 2 gesucht werden?

Teil(er)hinweis

Polynomdivision und Zerlegung in Linearfaktoren

 

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Autorenteam:  Ilona Gabriel, Henning Heske, Markus Teidelt, Heinz Wesker,  
                               Ernst-Barlach-Gesamtschule, Dinslaken