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Die binomischen Formeln

In dieser Lektion lernst du alle drei binomischen Formeln kennen. Du erfährst, woher das doppelte Produkt in der Mitte kommt, wie du die Formeln auch rückwärts zum Faktorisieren nutzt und welchen Fehler du dabei vermeiden musst.

  • Fach: Mathematik
  • Klasse 8
  • Thema: Terme und Gleichungen
  • Dauer: 17 Min
  • Niveau: Mittel
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Abkürzungen für häufige Klammerprodukte

Die binomischen Formeln sind keine neue Rechenart, sondern Abkürzungen. Sie beschreiben, was herauskommt, wenn du zwei gleiche oder fast gleiche Klammern miteinander multiplizierst. Grundlage ist das Ausmultiplizieren zweier Klammern: Jedes Glied der ersten Klammer wird mit jedem Glied der zweiten multipliziert. Weil die Fälle (a + b)², (a − b)² und (a + b)(a − b) besonders oft vorkommen, lohnt es sich, ihre Ergebnisse auswendig zu kennen.

Die erste Formel lautet (a + b)² = a² + 2ab + b². Die zweite unterscheidet sich nur im Vorzeichen der Mitte: (a − b)² = a² − 2ab + b². Das b² bleibt dabei positiv, weil auch ein negatives b beim Quadrieren positiv wird. Die dritte Formel ist die auffälligste: (a + b)(a − b) = a² − b². Hier fallen die beiden gemischten Produkte weg, weil sich +ab und −ab gegenseitig aufheben.

Der mit Abstand häufigste Fehler ist das vergessene doppelte Produkt. Viele schreiben (a + b)² = a² + b² und übersehen die 2ab in der Mitte. Setze zur Probe Zahlen ein: (3 + 4)² ist 49, während 3² + 4² nur 25 ergibt. Die fehlenden 24 sind genau das doppelte Produkt 2 · 3 · 4. Wenn du die Formeln rückwärts liest, kannst du damit auch faktorisieren: Aus x² + 10x + 25 wird (x + 5)², weil 25 = 5² ist und 10x = 2 · x · 5.

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Die erste binomische Formel

Diese Formel ist die wichtigste der drei, weil die beiden anderen sich aus ihr ergeben. Das mittlere Glied entsteht, weil beim Ausmultiplizieren zweimal das Produkt a · b auftritt.

Die zweite Formel lautet (a − b)² = a² − 2ab + b², die dritte (a + b)(a − b) = a² − b². Merke dir vor allem, dass bei den ersten beiden immer drei Glieder herauskommen und bei der dritten nur zwei.

(a + ba² + 2ab + b²
a
erstes Glied in der Klammer
b
zweites Glied in der Klammer
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Eine Klammer mit der zweiten Formel ausrechnen

Multipliziere (3x − 5)² aus.

Gegeben:

  • a3x
  • b5

Gesucht:

ausmultiplizierter Term

Lösung:

  1. Zweite binomische Formel: a² − 2ab + b²
  2. a²(3x)²9x²
  3. 2ab2 · 3x · 530x
  4. 9x² − 30x + 25

Es ergibt sich 9x² − 30x + 25. Beachte, dass beim Quadrieren von 3x auch die 3 quadriert wird, nicht nur das x.

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Jetzt bist du dran!

Aufgabe 1 von 3

Wie lautet (x + 4)² ausmultipliziert?

Wie lautet (x + 4)² ausmultipliziert?
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Das Wichtigste in Kürze

  • Erste Formel: (a + b)² = a² + 2ab + b².
  • Zweite Formel: (a − b)² = a² − 2ab + b² – nur die Mitte wird negativ.
  • Dritte Formel: (a + b)(a − b) = a² − b² – hier bleiben nur zwei Glieder übrig.
  • Rückwärts gelesen helfen die Formeln beim Faktorisieren, etwa x² + 10x + 25 = (x + 5)².
  • Häufigster Fehler: das doppelte Produkt 2ab vergessen. (3 + 4)² ist 49, nicht 25.

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Das solltest du vorher können

Das kommt als Nächstes