Bei der Addition und Subtraktion von Polynomen gilt dieselbe Grundidee wie bei anderen algebraischen Ausdrücken: Nur gleichartige Terme lassen sich zusammenfassen. Zwei Terme sind gleichartig, wenn dieselbe Variable dieselbe Hochzahl trägt, und beim Zusammenfassen ändert sich nur der Koeffizient.
Gleichartige Terme enthalten genau dieselben Variablen mit denselben Exponenten. Nur ihre Koeffizienten dürfen verschieden sein.
Beispiele für gleichartige Terme:
3x,−7x,−51x enthalten alle die Variable x mit dem Exponenten 1.
21x3,4x3,−2x3 enthalten alle die Variable mit dem Exponenten .
2x2yz3,43x2yz3,−5z3x2y enthalten alle mit dem Exponenten , mit dem Exponenten und mit dem Exponenten . Die Reihenfolge der Faktoren spielt dabei keine Rolle.
Beispiele für nicht gleichartige Terme:
11x und 4x2 haben unterschiedliche Exponenten von x.
4x3 und −2x4 haben unterschiedliche Exponenten von x.
4x2 und −x5 haben unterschiedliche Exponenten von x.
In 43x2yz3 und 2x2y fehlt im zweiten Term der Faktor .
43x2yz3 und −7xy2z3 haben unterschiedliche Exponenten von und .
Bei der Subtraktion wechseln zuerst alle Terme des zweiten Polynoms ihr Vorzeichen. Danach werden die gleichartigen Terme wie bei einer Addition zusammengefasst.
Horizontale Methode:
Schreibe beide Polynome in Klammern und setze ein Minuszeichen dazwischen.
Löse die Klammern auf. Achte darauf: Das Minus vor der zweiten Klammer ändert das Vorzeichen jedes Terms darin.
Ordne die gleichartigen Terme.
Fasse ihre Koeffizienten zusammen.
Beispiel:
Bestimme die Differenz (9x3+4x2+6x+5)−(2x3+3x2+3x+4).
Polynome lassen sich auch untereinander schreiben, ähnlich wie bei der schriftlichen Addition und Subtraktion von Zahlen.
Schritte:
Schreibe beide Polynome untereinander.
Ordne gleichartige Terme in derselben Spalte an.
Fehlt ein Term, lasse die Stelle frei oder ergänze den Koeffizienten 0.
Addiere oder subtrahiere die Koeffizienten spaltenweise.
Beispiel für vertikale Addition:
+2x36x38x3+7x2+2x2+9x2+3x+4x+7x+5+1+6
Beispiel für vertikale Subtraktion:
−9x32x37x3+4x2+3x2+1x2+6x+3x+3x+5+4+1
Die horizontale Methode gruppiert gleichartige Terme zunächst innerhalb jedes Polynoms. Die vertikale Methode richtet gleiche Potenzen spaltenweise aus. Beide Verfahren addieren oder subtrahieren dieselben Koeffizienten und liefern deshalb dasselbe Ergebnis.
Beim Zusammenfassen von Graphen bleibt die Eingabe gleich. Addiere oder subtrahiere nur die Funktionswerte an dieser waagerechten Position. Die waagerechten Koordinaten werden nicht addiert. Die folgenden drei Funktionen zeigen ein lineares, ein quartisches und ein kubisches Beispiel.
Lies beide Graphenhöhen bei derselben Eingabe ab. Bei x=1 gilt zum Beispiel f(1)=2 und g(1)=−1/2. Die Höhe des Summengraphen beträgt daher 2−1/2=3/2, die Höhe des Differenzgraphen 2−(−1/2)=5/2.
Eingabe
Erster Wert
Zweiter Wert
Summe
Differenz
-2
-1
1
0
-2
-1
0
-0.5
-0.5
0.5
0
1
1
2
0
1
2
-0.5
1.5
2.5
2
3
1
4
2
Jeder neue Punkt behält dieselbe Eingabe. Verbinde die Punkte zu einer Skizze. Da die Tabelle nur wenige Eingaben enthält, bleibt der Verlauf dazwischen eine Näherung, bis du weitere Punkte oder die Funktionsgleichung geprüft hast.
Die folgenden Graphen zeigen Ausgangsfunktionen und Ergebnis im selben Koordinatensystem. Vergleiche die drei Höhen bei der Eingabe eins. Addition und Subtraktion ergeben unterschiedliche Kurven, obwohl die Ausgangsfunktionen gleich bleiben.
Diagramm von f(x)+g(x), f(x)=x+1, und g(x)=0,5x4−2x2+1
Das Ergebnis von f(x)+g(x) ist x+1+0,5x4−2x2+1
Diagramm von f(x)−g(x), f(x)=x+1, und g(x)=0,5x4−2x2+1
Die Graphen von f(x)+h(x),g(x)+h(x),f(x)−h(x),undg(x)−h(x) folgen derselben Regel. Addiere oder subtrahiere für jeden x-Wert die zugehörigen y-Werte der Ausgangsgraphen.