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14B.1 Beispiel für Partialbruchzerlegung


CC-BY-NC-SA 3.0

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wirfangen mal an mit seiner ganz normalendummen Rechenaufgabezu Partialbrücheneine rationale Funktion ist zwar eins durchX plus zwei malX minus dreiQuadratdient umwandelnzu ??also der erste Schritt wird seinKandidaten für die Partialbrüche hinzuschreiben ?? dass diese nach Schema F machtminus zweiist eine Polstelleerster Ordnung nur einfache Polstelle sind Erzähler wird nirgends von null kein Ärger damitdas ?? aus Polstelle erster Ordnungso ein Ter musste auftreten so ein partialbruchjährigenPolstelle zweiter Ordnung bei dreideshalbwird dein Zweifelsfallsondern erste Ordnung auftauchenund ein Stern zweiter Ordnung auftauchenin welcher Reihenfolge auch immerdiese drei Hits stehenich weiß dass das auf jeden Fall gehen muss mit Zahlen A B C nackten Zahlen ABC das hier sind die Partialbrüchemit sowohl man kann sagen bei Partialbrüchenspielten siedie verschiedenen Polstellenabin die rationale Funktion und zerlegen den Anteil verschiedener Polstellenaber es geht ja noch weiterverglichen ?? Gebietes vorgeführtwenn ich hier weitere Faktoren habedie keine Newsquellenhabendannkann sie trotz immer weiter aufspaltenaber erstmals der Gedanke ?? ich spürte die Polstellendas muss gehen?? ?? Polstelle zweiter Ordnung ?? kommen dann im Zweifel sollte sich zwei Termeauch hier sind ?? zweiter Ordnung und vielleichtnoch intern erster Ordnung sozusagen typischerweisenoch in der erster Ordnung dazudie ABC sind Zahlenum das sagen zu können muss ich aber hier mir mal anguckender gerade sehr leises kleiner als der gratishinausich kann ich dir noch ein Asymptote Polynom ?? Wald mit Polynomdivisiondann weiß ich das Haus hin mit Zahlen ABCgibt einen kurzen Blick und einen langen Wegeinenunorthodoxenkurzen Weg ?? ich zeige mal erst mal den unorthodoxenkurzen Wildschwein ich den eigentlich viel sinnvoller findediese Partialbrüchewie gesagt das man spaltet die Polstellenab nachher noch über andere Sachen Ammann spaltet Verein die Polstellenabbis X plus zweidas macht eine Polstelle bei minus zwei sind der Ausdruck hier kein Ärger der Ausdruck kein Ärger an der Stelle X gleich minus zweiist der erste so meint hier derjenige der mir um die Ohren fliegt die anderen sind harmlosmit guck ich mir an wie sehr fliegt der mir um die Ohren?? Sixtus zwei wie sehr fließt in das um die Ohren das ist dieser Ausdruckin X gleich minus zwei iststeht hier vier plus eins hier stets minus zwei minus drei ins Quadratin X gleich minus zwei ist wird aus dem Rest fünfTour euchfünf insQuadratein Fünftel der ganze Rest hier zu einem Fünfteldas ist wie stark diese Funktion eine Stelle ist gleich minus zwei explodiertdas heißt dieses A hiermuss ein fünftel seindas war jetzt das Kaninchenaus demZylinder also noch malder erste Term sagt mirwie schlimm meine Funktion explodiertan der Polstellebei minus zweider ist harmlosdes harmlosich guck mir die Funktion als Ganze eine der gesamte Bruch wie explodiert das an der Stelle minus zwei hier unten dereine Faktor da ist derjenige der den Ärger machtdies der sorgt für die Explosion der Rest ist harmlosX oder plus eins X minus drei ins Quadrat das man in der Stelle minus zwei kein Ärgernicht mehr an was von denen jetzt dennso übrig bleibt an der Stelle minus zwei hier oben steht minus zwei Ziffer drei plus eins macht fünfund John steht minus zwei minus dreißig minus fünf ins Quadratfünfundzwanzigvon fünfundzwanzigstedieses hierwirdein fünftelund das ganze multipliziert mit eins durch X plus zwei den Kern der Explosion verursachtein fünftel mal eins Sixtus zwei dieses A muss ein fünftel sein Satz habe ich nicht dieselbeAnführungszeichenExplosionan dieser Polstellewie gesagt das ist der unorthodoxeWeg Komma den einmal verstanden hat ist der glaube ich ganz leicht aber es kostet dessen Überwindunghinzukommendasselbe kann man hiermit die minus drei ins Quadrat machendie Polstelle an der Stelle X gleich dreiwird hiervon bestimmt das ist das schlimmste was passiert denn hier macht ?? bisschenschaden aber das hier ist das Schlimmste sozusagen was in der StelleX gleich dreipassiertdann muss denselben Effekt habenwenn ich mir oben anguckewas bei ??ist gleich drei passiertdas ist der Kernder zweiter Ordnungder Explosion verursacht und ich guck man was mit dem Rest passiert bei X gleich dreiihr steht neun plus eins Tasse oben wird sehenund hier steht fünfzehn fünftedas heißt dieses Cmuss zwei seindamit ich dieselbe Explosion habe an der Stelle ist gleich dreisoundsovieldurch ?? ins Quadrat und hier im Endeffekt auchsoundsoviel nämlich zweidurch X minus drei QuadratB ist die knifflige Angelegenheitzu sehen ein sehr schon komisch dass ich den überhaupt kriege wenn ich mir diesen Ausdruck hier anguckemöchte ich ja meinennaja ich hab hier die Polstelle zweiter Ordnung die Polstelle erster Ordnungwaren glückliche ab dem Term hierleider bleibt an einer Stelle vielleichtvielleichtmit hoher Wahrscheinlichkeitbleibt an einer Stelle so ein dummer Restist zeitlich weit leichter meinem anderen Zusammenhangunddieser dumme Rest lässt sich auch schwer abschätzen man kann im Prinzip B auf diese Weise rauskriegen müssen bisschen mehr Rechner aber im Endeffekt ist es dann doch wahrscheinlicheinfacher B auf die klassische Art auszurechnenund nicht hier soHände wedeln gerade mal abzulesenaus der Formelam wenn ich einfache Polstelle habe ist klarwie schlimm diese Polstelle es muss sich in den anderen Termen hier oben widerspiegelnhier dieserdoppelte Polstelle der Musik dieser schlimmste Kern hier muss ich in den andern widerspiegelnund der Herde in noch sorunter fälltund nervt bei den gibt's leider nicht ganz so leichtist ?? der offizielle Weg wird Ralf total irritiert waren konnte zimmert offizielle Wegich fasse die drei wieder zusammenBeistrich ?? HPraus ich fasse die drei wieder zusammen Hauptnenner wird natürlich sein Sixtus zweimal X minus drei ins Quadratdas wird man Hauptredner seinden ersten muss ich multiplizieren mit X minus dreiins Quadrat und den auf den Hauptnenner zu kriegenden zweitenmuss ich modifizierenmit X plus zwei und X minus drei für den Hauptnenneramich muss von X minus dreiauf X minus drei Quadratder hierund X plus zwei der hierund der letzteden muss ich mit X plus zwei Reiterplus zweidas muss gelten für alle X sonst habe ich keine Chance die drei Brüche wieder zusammenfassenmuss das ergebensind die beiden Männer sind gleich also weiß sich die Zählermüssen für alle X ist gleich seindas habe ich damitalso dreißigQuadrat plus eins ist der Zähler des einen ist gleichoder für Dietrichsei so arm mal X minus drei Quadrat plus WE mal X plus zweimalX minusdreiplusC mal X pluszweidas muss gelten für alle X hat jetzt mal ganz leise für alle Xvergessenall das ist nicht nur eine Gleichung sondern sind unendlich viele Gleichungen wenn sie wolle solle für alle X geltennicht nur eine Gleichung A gleich achtundneunzigsonderndas hier soll für alle X gelten deshalbdieses bisschen raffinierterund jetzt bestimme ich ABCZahlenABCsodass das hinhautdas geht auf verschiedene Arten sie können das ja ausmultiplizierenauf der rechten Seiteund die Krise kriegennununtermachende Koeffizientenvergleichnachdem sie die Krise gekriegt habenals solcher beideArten vorführendie ineffizienteArt wäre Koeffizientenvergleiche schwacher Weg eins Koeffizientenvergleichamich multipliziererechts ausund vergleiche die Koeffizientenlinks und rechtsX Quadratder Koeffizient links ist einsder Koeffizient rechtsauchüberlegenX hoch eins X hoch null was ist der Koeffizientvon X noch eins auf der linken Seitenur genau hier steht wenn sie wollen plus null malX X kommt nicht vorder Koeffizient von X eins ist null auf der linken Seiteunter Kurve sind ?? zu ?? ist einsauf der rechten Seite mal zusammensuchenwie Felix Quadrat kriegen Sie hier wie Felix Quadrat kriegen sie da gefälligst Quadrat kriegen Sie dadas gibt Ihnenhier einen Ausdruckwie Felixda da da das gibt Ihnen da einen Aufdruck Ausdruckund X hoch null wie vielZahlen ohne X da da und daich würde gar nicht ausmultiplizierenehrlich gesagtich würde gar nicht aus modifizieren ich würde sofort nach X hoch zwei suchen suchen?? zu null suchendas macht einfach McCartney Felix Quadrat finden Sie auf der rechten Seiteund so weiter und so weiter gibt drei Gleichungen?? sich den ersten Ausdruck an wie Felix Quadrat kriegen Sie bei dem ersten Ausdruckkann ich ausmultiplizierenbrauch man gar nichtist etwas wie X mal X X quadratsmalAha ich kriege A X Quadrataus dem erstender liefert Ihnen ein X Quadratplusüberlegen sich wie's weitergeht?? soalso hier war nicht wirklich einmalig Quadrat jeglichen B malX mal X B mal X Quadratin keine Quadratwenn die linke gleiche Rechteseite sein sollfür alle Xmuss ich ging zu Felix Quadrat haben die rechtsich gucke mir einen links habe ich ein X Quadrat rechts habe ich Artus BX Quadrat das muss dasselbe sein eins ist gleich Abschluss BDax ?? einslinks habe ich kein X hoch eins Rechtsmusik genauso viele habendamit es mit Infos dieser ?? ist das leichteste hier hinten versehentlich habe zehnmal Xbei dem letztenam einfachsten zehnmal Xbei den anderen muss ein bisschen aufpassen wie beim ersten wenn sie das mit Minogue auseinandernehmenkriegen sie hat zweimalX mal minus dreiminus sechs X kommen nie aus dem Quadrat mal A minus sechs A Xalso muss hier stehenminussechsAso viele X kriege ich aus dem erstenhier kriegen sie zweiX mal Bminus drei X mal Balsozwei Bminus drei Bzusammen minus B mal Xwirdklein X weil ich ja nur die XXLnull X auf der linken Seite so Vielnixeauf der rechten SeiteX hoch nullwenn Dinge vorne mit Phänomenschreiben kriegen sie neunmal Aohne X Reste von ?? Xlediglich zweimalminus drei Mal B also minus sechsBundC mal zweiacht zwei Cbesorgt ??das kann man auchmachen indem man es aus multipliziertich persönlich würde sich ausmultiplizierenso sprechen schönegedankliche Übung sich einer mal die Therme zusammenzusuchenalle X Quadrat raus zu picken alle Xaus zu picken alleZahlenohne X rauszukriegenaus zum Ausdruckohne Ausdruck zu multiplizierenich kriege also drei Gleichungenmit drei Unbekannten ABC sind meine unbekannten drei Gleichungenund netterweisebesteht die Garantie dass diese Gleichungen in diesem Fall immer genau eine Lösung haben ?? es gibt einen Satz Zahlen ABCdie das machenund nur diese Zahlen ABC die das machen keine anderen?? gerade gucken wie man das sehr geschickt vereinfachen kannsie gerade keinen eleganten WegKomma um das freistilmäßigeins zwei dreiamich würde versuchenweil ich jede Gleichung hab die nur mit A und B gehtwürde ich versuchen wir das See loszuwerdenaus der zweiten oder dritten Gleichungdas ich noch ?? Client habe die nur A und B enthältC loswerden kann ich indem ich zum Beispielvon der dritten Gleichung zweimaldie zweite abziehenBeistrich dasssie raus von der dritten zweimal die zweite abziehenzwei zehn minus zwei Cvon der eins zweimal die null abziehen dann bleibt es nach einsvon den neuen Ahazweimalminus sechs A abziehenneunminusminus zwölfsind neun plus zwölfsind einundzwanzigAvon den minus sechs Bzweimalminus Babziehenminus sechs minusminus zwei minus sechsplus zwei sind minus vierBuffsoversuche ich mal irgendwas aus der ersten Gleichung und dergleichen zu machenoder gar überlegen was am einfachsten sich würde für B einsetzenwenn sie je nach B auflösenfinden Sie B ist eins minus Haardas es sich hier mal rein und finde eins ist gleich einundzwanzigA minus vier Maleins minus Ahier stehen einundzwanzigA minus vier ?? minus Adern habenfünfundzwanzigAminus Firma minus A plus vier fünfundzwanzigA minus viereins ist gleich vierundzwanzigA minus vier vier bringt sie noch rüber fünf ist gleich fünfundzwanzigA und ÜberraschungA ist gleich ein fünftel das wussten wir schon irgendwie einfacher ebenKomma dass sie weder einen offiziellen Wegeminus vier rüber bringen fünf ist ?? von zwanzig A als ein Fünftel soweiß ich armwenn ich aber weiß hier oben einsetzeneins ist gleichein fünftel plus BB ist also vier fünftel das aber eben nicht?? ist gleich vier fünftel weiß ich nundamit zusammen wieder eins rauskommtund und und und das ist am einfachsten mit zehnCSsechs A plus Bdarüber bringen C sechs Abschluss Balso sechsmal ein fünftelsechs fünftelplus vier fünftelsind zehn fünftel sind zweiwas wirschon wussten?? die Neuigkeithier ist vier fünftel für B das wussten wir eben noch nichtdas wäre eine Art das zu machen sie sehendas istZeit für Landan das kann der Computervereinigungsowieso besseraber hier einmal vorgeführt?? Koeffizientenvergleichsie gucken wie vieleX Quadrat stehen rechts wie viele X wie viele X auf null stehen rechts vergleichen es mit der linken Seiteund kriegerlinearesGleichungssystemes können natürlich wenn er sie schlimmere Ausdrücke werden neu zur drei hundert und zwoundvierzig werden beide Seiten vergleichen gibt lineares Gleichungssystemlöst maneine Möglichkeitzweite Wegder Weg zweihier noch malmeine Gleichung hierso der Weg zweiwas könnte ich noch tungeht etwas eleganterin der Tat wir können einfach mal für X drei einsetzen diese Gleichung soll für alle Xgeltennach schönen Komma Sommer an was wir ist gleich drei passiertdas stets linkszehnhier stehtnull dass es schönhier stehtnulldas ist schönund hier steht sie mal fünfmit anderen Worten C ist gleich zwei das ist doch fast so elegant wie ganz zu Beginnalso wenn sie hiereinfach mal gucken welche X werde es besonders einfach machenempfiehlt sich die dreidenn das wird null und das wird nurdie fliegen rausund ich seh sofort zehn ist gleich zehn mal fünfC muss also zwei seinnichts anderes habe ich eigentlich eben gemacht wenn sie sich erinnern die billig auf C gekommenwenn man unorthodoxe Verwandte bin ich auf C gekommenich habe mir angegucktwas an der Stelle X gleich drei passiertwie schlimm ist diese Explosion an der Stelle ist gleich drei genau das habe ich eben gemachtnur auf eine etwasEnde wählende Arthier ist es etwas offizieller ich setze X gleich drei einund stelle festOC muss zwei Seite einer Therme fallen wegähmundklar muss sie nicht Fragen die nächste kluge Idee ist X gleich minus zwei zu wählen Beistrich nämlich der hintere Term weg und der schlichtweggenauso wie das eben hatten nur jetzt offizielle Wegwie schlimm ist die Explosion eine Polstelleminus zweidas Mietshaus das nicht raus und dann sehen Sie hieram fünf ist gleichA malminus fünfins QuadratAmal fünfundzwanzigalso ist A gleich ein fünfteldas wäre der offizielle Weg zu dem was ich ebenzu einfach abgelesen habe aus der Formel und wieder Hammer den Ärger B gibt's jetzt leider nicht geschenktaber ersieht einen schnelleren Weg B zu bestimmen als gerade eben mit dem genialen Leitsystemals ein Vorschlag wardochjetzt ganz quer zu gehen und hier auf den kompetenten Vergleich zurückzugehen?? hier dann habe ich Bwäre eine Möglichkeit warum nichtanWunder bei dem einsetzen bleibensie nehmen einfach noch irgend ein X Wert setzen den ein?? haben wir noch eine Bedingung bekennen Farbe bekennen ZitatendeB bestimmenam ein Vorschlag ?? ist gleich nullmuss ich hier so viel rechnen ich würde X gleichhernehmenHauptsache irgendein anderer X werde ich würde ist gleich vier nehmen wir damit es einfach wirddann finde ich hier siebzehnist gleichhier steht Arken war schon als gleich ein fünftelhier steht auch nicht viel genommen vier minus dreist einsetzt Quadratmacht es einfachloswie kennen wir nichtvier plus zwei also mal sechs malvier minus drei wird einfach mal einsgenommen ?? gesagtplus und hier steht C mal sechs C kennen wir es zweimal sechsamund dann habe ich habe mich habe ich ja bis zwölf bin ich rübersiebzehnminus zwölf sind fünf ist also ein fünftelgroß B mal sechsdamit habe ichfünf minus ein fünftelsind viervier fünftelimmer nochgibt sechs Bzwanzig fünftel plus vier fünftel vierundzwanzigfünftel ist sechs BB istvierundzwanzigfünfteldurch sechs vierundzwanzigdurch sechsje vier vier fünftelwas eben auch hatten das wäredie zweite offizielleVorgehensweiseals erste offizielle Vorgehensweiseoffiziell Vergleichgucken sich an wie viel von den verschiedenenPotenzen sie auf der rechten Seite habenzweite offizielle Vorgehensweisesie setzengeschickte Zahlen ein?? gibt ihn auch im Zweifelsfall lineares Gleichungssystemhier ein so billiges lineares ?? System das man sofort Lösungen schreiben kannoder sie machen alles querbeet sie setzen ein paar Zahlen einen Seemachen Koeffizientenvergleichsie lesen direktvon dem Original Ausdruck ab was es sein muss wie auch immerHauptsache man sich Zahlen ausfür ABCdie Hammer jetzt ja