Mathe einfach erklärt
Quadratische Gleichungen lösen: alle 5 Methoden mit Beispielen
Quadratische Gleichungen lösen ist DAS Thema in Klasse 9 – und es taucht danach immer wieder auf, von der ZP10 bis zum Abitur. Ich bin Niru, Mathe-Tutor bei MatheCode, und ich sehe jede Woche, woran es wirklich hakt: nicht am Rechnen, sondern daran, welche Methode wann die richtige ist. Deshalb bekommst du hier alle fünf Wege mit je einem komplett durchgerechneten Beispiel – ehrlich, ohne Umwege.
Kurz gesagt: Eine quadratische Gleichung hat die Form
ax² + bx + c = 0. Du teilst durcha, bringst sie auf die Normalformx² + px + q = 0und löst mit der pq-Formelx₁,₂ = −p/2 ± √((p/2)² − q). Der Ausdruck unter der Wurzel (Diskriminante) verrät, ob es zwei, eine oder keine Lösung gibt. Fehlt das konstante Glied, klammerst duxaus; steht nurx² = c, ziehst du direkt die Wurzel.
Was ist eine quadratische Gleichung?
Eine quadratische Gleichung ist eine Gleichung, in der die Unbekannte im Quadrat vorkommt – und zwar als höchste Potenz. Bevor du loslegst, solltest du erkennen, welche Form vor dir liegt:
| Form | Aussehen | Beispiel |
|---|---|---|
| Allgemeine Form | ax² + bx + c = 0 | 2x² + 5x − 3 = 0 |
| Normalform | x² + px + q = 0 | x² − 6x + 8 = 0 |
| Reinquadratisch | x² = c | 4x² − 36 = 0 |
| Ohne konstantes Glied | ax² + bx = 0 | x² − 5x = 0 |
Die Lösungen der Gleichung sind übrigens genau die Nullstellen der zugehörigen Parabel – wie die aussieht, erkläre ich in meinem Artikel zu quadratischen Funktionen. Steht die Gleichung noch nicht in einer dieser Formen, hilft dir sicheres Umformen von Termen: alles auf eine Seite bringen, zusammenfassen, fertig.
Methode 1: Die pq-Formel
Die pq-Formel ist der Standardweg für die Normalform x² + px + q = 0:
x₁,₂ = −p/2 ± √((p/2)² − q)
Beispiel: x² − 6x + 8 = 0
- Ablesen:
p = −6undq = 8. Achtung, das Vorzeichen gehört zupdazu! - Einsetzen:
x₁,₂ = 3 ± √(9 − 8) = 3 ± √1 = 3 ± 1 - Lösungen:
x₁ = 4undx₂ = 2
Probe: 4² − 6·4 + 8 = 16 − 24 + 8 = 0 – passt. Wichtigste Regel: Steht vor x² eine Zahl ungleich 1, teilst du zuerst die ganze Gleichung durch diese Zahl.
Methode 2: Die abc-Formel (Mitternachtsformel)
Die abc-Formel – in Bayern Mitternachtsformel genannt, weil man sie um Mitternacht geweckt aufsagen können soll – funktioniert direkt für die allgemeine Form ax² + bx + c = 0:
x₁,₂ = (−b ± √(b² − 4ac)) / (2a)
Beispiel: 2x² + 5x − 3 = 0
- Ablesen:
a = 2,b = 5,c = −3 - Diskriminante:
b² − 4ac = 25 − 4·2·(−3) = 25 + 24 = 49, also√49 = 7 - Einsetzen:
x₁,₂ = (−5 ± 7) / 4 - Lösungen:
x₁ = 2/4 = 0,5undx₂ = −12/4 = −3
Der Vorteil gegenüber der pq-Formel: Du musst nicht erst durch a teilen und riskierst keine Bruchrechnung bei p und q. Beide Formeln liefern exakt dieselben Ergebnisse – nimm die, die an deiner Schule unterrichtet wird.
Methode 3: Quadratische Ergänzung – Lösen ganz ohne Formel
Die quadratische Ergänzung ist die Methode, aus der die pq-Formel überhaupt erst hergeleitet wird. Wer sie beherrscht, ist nie aufgeschmissen, wenn die Formel im Kopf fehlt – und braucht sie später sowieso, um die Normalform in die Scheitelpunktform umzuwandeln.
Die Idee: Du baust auf der linken Seite künstlich ein vollständiges Binom, damit du die Wurzel ziehen kannst.
Beispiel: x² + 8x − 20 = 0
- Konstante rüberbringen:
x² + 8x = 20 - Ergänzen: Die Hälfte von
8ist4, quadriert16. Auf beiden Seiten addieren:x² + 8x + 16 = 36 - Binom bilden:
(x + 4)² = 36 - Wurzel ziehen:
x + 4 = 6oderx + 4 = −6 - Lösungen:
x₁ = 2undx₂ = −10
Probe: (−10)² + 8·(−10) − 20 = 100 − 80 − 20 = 0 – stimmt. Der klassische Stolperstein in Schritt 4: Es gibt zwei Wurzeln, +6 und −6. Wer nur die positive nimmt, verliert die halbe Lösung.
Methode 4: Satz vom Nullprodukt und Ausklammern
Der Satz vom Nullprodukt sagt: Ein Produkt ist genau dann null, wenn mindestens ein Faktor null ist. Das ist der schnellste Weg, wenn das konstante Glied fehlt.
Beispiel: x² − 5x = 0
xausklammern:x · (x − 5) = 0- Jeden Faktor null setzen:
x₁ = 0oderx − 5 = 0 - Lösungen:
x₁ = 0undx₂ = 5
Ganz wichtig: Niemals durch x teilen! Dann verschwindet die Lösung x = 0 unbemerkt – ein halber Punkt weg in jeder Klausur. Auch Faktorisieren mit den binomischen Formeln fällt in diese Kategorie: x² − 9 = 0 wird zu (x − 3)(x + 3) = 0, also x₁ = 3 und x₂ = −3.
Methode 5: Die einfache Form x² = c
Kommt gar kein einzelnes x vor, brauchst du keine Formel – nur Umstellen und Wurzelziehen.
Beispiel: 4x² − 36 = 0
- Umstellen:
4x² = 36, alsox² = 9 - Wurzel ziehen:
x₁ = 3undx₂ = −3
Ist c negativ (etwa x² = −4), gibt es keine Lösung, denn ein Quadrat ist nie negativ.
Die Diskriminante: Wie viele Lösungen gibt es?
Der Ausdruck unter der Wurzel heißt Diskriminante: D = (p/2)² − q bei der pq-Formel bzw. D = b² − 4ac bei der abc-Formel. Sie entscheidet über die Anzahl der Lösungen – noch bevor du fertig rechnest:
| Diskriminante | Anzahl Lösungen | Bedeutung für die Parabel |
|---|---|---|
D > 0 | zwei Lösungen | schneidet die x-Achse zweimal |
D = 0 | genau eine Lösung | berührt die x-Achse im Scheitel |
D < 0 | keine Lösung | verläuft komplett ober- oder unterhalb der x-Achse |
In unserem pq-Beispiel war D = 1 > 0, deshalb gab es zwei Lösungen.
Welche Methode nehme ich wann?
Mein Entscheidungsbaum für die Klausur:
| Die Gleichung sieht aus wie … | Beste Methode |
|---|---|
x² = c oder ax² + c = 0 | Umstellen und Wurzel ziehen |
ax² + bx = 0 (kein c) | Ausklammern + Satz vom Nullprodukt |
x² + px + q = 0 | pq-Formel |
ax² + bx + c = 0 mit a ≠ 1 | abc-Formel (oder erst durch a teilen) |
| Formel vergessen oder Scheitelpunkt gesucht | Quadratische Ergänzung |
Quadratische Gleichungen in Textaufgaben lösen
Genau hier hakt es bei den meisten Schülern, die ich unterrichte – nicht beim Rechnen selbst, sondern beim Aufstellen der Gleichung aus einem Sachtext. Die Formel danach ist reine Routine.
Beispiel: Ein Rechteck ist 2 cm länger als breit. Der Flächeninhalt beträgt 48 cm². Wie lang sind die Seiten?
- Variable einführen: Breite
x, Längex + 2 - Bedingung übersetzen: Fläche = Länge · Breite, also
x · (x + 2) = 48 - Normalform herstellen:
x² + 2x − 48 = 0 - pq-Formel anwenden:
p = 2,q = −48, alsox₁,₂ = −1 ± √(1 + 48) = −1 ± 7 - Mathematisch gibt es zwei Lösungen:
x₁ = 6undx₂ = −8
Jetzt kommt der Schritt, den viele vergessen: im Sachzusammenhang zurückübersetzen. Eine Breite von −8 cm ergibt keinen Sinn, diese Lösung fällt weg. Es bleibt x = 6: Die Breite ist 6 cm, die Länge 6 + 2 = 8 cm. Probe: 6 · 8 = 48 – passt.
Genau diesen letzten Schritt – prüfen, ob die Lösung im Kontext überhaupt möglich ist – vergessen selbst gute Schüler regelmäßig und verschenken dadurch Punkte, obwohl die Rechnung stimmt. Führt eine Aufgabe dagegen auf zwei gleichzeitig gesuchte Größen mit zwei unabhängigen Bedingungen, brauchst du oft kein quadratisches, sondern ein lineares Gleichungssystem – der Trick ist, im Text zu erkennen, welcher Gleichungstyp überhaupt gefragt ist.
Häufige Fehler meiner Schüler
1) Vor der pq-Formel nicht durch a geteilt – bei 2x² + 6x − 8 = 0 ist p = 3, nicht 6. 2) Das Vorzeichen von p verschluckt: Bei x² − 6x + 8 = 0 ist p = −6, also −p/2 = +3. 3) Durch x geteilt statt ausgeklammert – die Lösung x = 0 ist dann weg. 4) Beim Wurzelziehen nur die positive Wurzel genommen: x² = 9 hat die Lösungen 3 und −3. Diese vier Fehler kosten in fast jeder Klasse-9-Arbeit Punkte.
Quadratische Gleichungen sitzen noch nicht?
In der 1:1-Online-Nachhilfe üben wir pq-Formel, quadratische Ergänzung und Co. so lange an deinen eigenen Klausuraufgaben, bis du sie sicher anwendest.
Kostenloses ErstgesprächÜbung zum Schluss
Löse x² − 2x − 15 = 0 und mach anschließend die Probe für beide Lösungen. (Lösung: p = −2, q = −15, also x₁,₂ = 1 ± √(1 + 15) = 1 ± 4, damit x₁ = 5 und x₂ = −3. Probe: 25 − 10 − 15 = 0 und 9 + 6 − 15 = 0 – beide stimmen.) Klappt das ohne Spickzettel, sitzt die pq-Formel. Wackelt es noch, lohnt sich ein Blick zurück auf die quadratische Ergänzung – daraus ist die Formel schließlich hergeleitet.
Fazit: Quadratische Gleichungen lösen ist keine Frage von Talent, sondern von System: Form erkennen, passende Methode wählen, sauber rechnen, Probe machen. Die pq-Formel deckt den Standardfall ab, die quadratische Ergänzung ist dein Plan B (und die Grundlage der Formel), und bei Spezialformen wie x² = c oder fehlendem c geht es ohne Formel schneller. Genau diese Aufgabentypen kommen übrigens verlässlich in der ZP10 Mathe in NRW dran – wer sie jetzt in Klasse 9 sauber lernt, spart sich später viel Stress. Eine Übersicht über alle Schulmathe-Themen findest du unter Mathe einfach erklärt, und wer mehr über meinen Hintergrund als Mathe-Tutor wissen möchte, wird auf über Niru fündig.
Häufige Fragen
Wie löst man eine quadratische Gleichung?
Bringe die Gleichung auf die Normalform `x² + px + q = 0` (alles auf eine Seite, durch den Faktor vor `x²` teilen) und setze in die pq-Formel `x = −p/2 ± √((p/2)² − q)` ein. Fehlt das konstante Glied, klammerst du `x` aus; steht nur `x² = c`, ziehst du direkt die Wurzel.
Was ist die pq-Formel?
Die pq-Formel löst jede Gleichung der Normalform `x² + px + q = 0`. Sie lautet `x₁,₂ = −p/2 ± √((p/2)² − q)`. Wichtig: Vorher muss der Koeffizient vor `x²` gleich 1 sein – sonst zuerst durch ihn teilen.
Wann hat eine quadratische Gleichung keine Lösung?
Wenn die Diskriminante negativ ist, also `(p/2)² − q < 0` bzw. `b² − 4ac < 0`. Dann steht unter der Wurzel eine negative Zahl, und die Parabel schneidet die x-Achse nicht. Bei Diskriminante 0 gibt es genau eine, bei positiver Diskriminante zwei Lösungen.
Was ist der Unterschied zwischen pq-Formel und abc-Formel?
Die abc-Formel (Mitternachtsformel) `x₁,₂ = (−b ± √(b² − 4ac)) / (2a)` funktioniert direkt für `ax² + bx + c = 0`, ohne vorher durch `a` zu teilen. Die pq-Formel braucht die Normalform mit dem Koeffizienten 1 vor `x²`. Beide liefern exakt dieselben Lösungen.
Wie funktioniert die quadratische Ergänzung?
Du bringst die Konstante auf die rechte Seite, addierst auf beiden Seiten `(p/2)²`, fasst links das Binom `(x + p/2)²` zusammen und ziehst dann die Wurzel. So löst du quadratische Gleichungen ganz ohne Formel – und genau daraus wird die pq-Formel hergeleitet.
Wie mache ich die Probe bei einer quadratischen Gleichung?
Setze jede berechnete Lösung einzeln in die ursprüngliche Gleichung ein und prüfe, ob am Ende `0` herauskommt. Bei `x² − 6x + 8 = 0` und der Lösung `x = 4` ergibt sich `16 − 24 + 8 = 0` – die Probe stimmt. Mach das für **beide** Lösungen, nicht nur für eine, sonst übersiehst du Rechenfehler in einer der beiden Wurzeln.
Wie löse ich eine Textaufgabe mit einer quadratischen Gleichung?
Führe für die gesuchte Größe eine Variable ein, übersetze die Bedingungen aus dem Text in eine Gleichung und bringe sie auf die Form `ax² + bx + c = 0`. Löse wie gewohnt und prüfe am Ende, ob beide Lösungen im Sachzusammenhang überhaupt sinnvoll sind – negative Längen oder Stückzahlen scheiden meistens aus.


