Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

25 x 2 -60x +37 = 0

Lösung einblenden

25 x 2 -60x +37 = 0

eingesetzt in die Mitternachtsformel (a-b-c-Formel):

x1,2 = +60 ± ( -60 ) 2 -4 · 25 · 37 225

x1,2 = +60 ± 3600 -3700 50

x1,2 = +60 ± ( -100 ) 50

Da die Diskriminante (Zahl unter der Wurzel) negativ ist, hat die quadratische Gleichung keine Lösung!

L={}

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

12x +4 x 2 = -10

Lösung einblenden
4 x 2 +12x = -10 | +10
4 x 2 +12x +10 = 0 |:2

2 x 2 +6x +5 = 0

eingesetzt in die Mitternachtsformel (a-b-c-Formel):

x1,2 = -6 ± 6 2 -4 · 2 · 5 22

x1,2 = -6 ± 36 -40 4

x1,2 = -6 ± ( -4 ) 4

Da die Diskriminante (Zahl unter der Wurzel) negativ ist, hat die quadratische Gleichung keine Lösung!

L={}

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 + 1 2 x -14 = 0

Lösung einblenden
x 2 + 1 2 x -14 = 0 |⋅ 2
2( x 2 + 1 2 x -14 ) = 0

2 x 2 + x -28 = 0

eingesetzt in die Mitternachtsformel (a-b-c-Formel):

x1,2 = -1 ± 1 2 -4 · 2 · ( -28 ) 22

x1,2 = -1 ± 1 +224 4

x1,2 = -1 ± 225 4

x1 = -1 + 225 4 = -1 +15 4 = 14 4 = 3,5

x2 = -1 - 225 4 = -1 -15 4 = -16 4 = -4

L={ -4 ; 3,5 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

8 x 2 -2x +7 = ( 7x -5 ) ( x +4 ) -32x +15

Lösung einblenden
8 x 2 -2x +7 = ( 7x -5 ) ( x +4 ) -32x +15
8 x 2 -2x +7 = 7 x 2 +23x -20 -32x +15
8 x 2 -2x +7 = 7 x 2 -9x -5 | -7 x 2 +9x +5

x 2 +7x +12 = 0

eingesetzt in die Mitternachtsformel (a-b-c-Formel):

x1,2 = -7 ± 7 2 -4 · 1 · 12 21

x1,2 = -7 ± 49 -48 2

x1,2 = -7 ± 1 2

x1 = -7 + 1 2 = -7 +1 2 = -6 2 = -3

x2 = -7 - 1 2 = -7 -1 2 = -8 2 = -4

L={ -4 ; -3 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 +10x +21 .

Lösung einblenden

Um die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) zu berechnen muss man einfach die Funktion gleich Null setzen, also

f(x)=0

x 2 +10x +21 = 0

eingesetzt in die Mitternachtsformel (a-b-c-Formel):

x1,2 = -10 ± 10 2 -4 · 1 · 21 21

x1,2 = -10 ± 100 -84 2

x1,2 = -10 ± 16 2

x1 = -10 + 16 2 = -10 +4 2 = -6 2 = -3

x2 = -10 - 16 2 = -10 -4 2 = -14 2 = -7

L={ -7 ; -3 }

Gesucht sind ja die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen), d.h. die gesuchten y-Werte sind immer jeweils 0.

Die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) sind also N1( -7 |0) und N2( -3 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 6 x 2 -4x -7
und
g(x)= 5 x 2 -3x +5 .

Lösung einblenden

Um die Schnittpunkte zu berechnen muss man einfach die beiden Funktionen gleichsetzen, also

f(x)=g(x)

6 x 2 -4x -7 = 5 x 2 -3x +5 | -5 x 2 +3x -5

x 2 - x -12 = 0

eingesetzt in die Mitternachtsformel (a-b-c-Formel):

x1,2 = +1 ± ( -1 ) 2 -4 · 1 · ( -12 ) 21

x1,2 = +1 ± 1 +48 2

x1,2 = +1 ± 49 2

x1 = 1 + 49 2 = 1 +7 2 = 8 2 = 4

x2 = 1 - 49 2 = 1 -7 2 = -6 2 = -3

L={ -3 ; 4 }

Um die y-Werte der Schnittpunkte zu erhalten, setzt man die x-Werte in eine der beiden (oder zur Probe in beide) Funktionen ein:

g( -3 ) = 5 ( -3 ) 2 -3( -3 ) +5 = 59 +9 +5 = 45 +9 +5 = 59

g( 4 ) = 5 4 2 -34 +5 = 516 -12 +5 = 80 -12 +5 = 73

Die Schnittpunkte sind also S1( -3 | 59 ) und S2( 4 | 73 ).

Schnittpunkte mit MNF (Graph)

Beispiel:

Du hast entweder einen veralteten Browser oder Javascript ausgeschaltet. Deswegen kannst du leider das Schaubild nicht sehen :(

Gezeichnet ist die Normalparabel der Funktion f.

Nicht abgebildet ist der Graph von g mit g(x)= -x +5 .

Bestimme die Schnittpunkte der Graphen von f und g.

Lösung einblenden

Als erstes müssen wir den Funktionsterm des eingezeichneten Graphen von f bestimmen:

Man erkennt sofort die Nullstellen der Normalparabel bei x1 = -1 und x2 = 1.

Der faktorisierte Funktionsterm von f ist also f(x)= a · ( x +1 ) · ( x -1 ) .

Da es sich aber um eine Normalparabel handelt, muss das a=1 oder a=-1 sein. Da die Parabel nach oben geöffnet ist, gilt also
f(x)= ( x +1 ) · ( x -1 ) = x 2 -1 .

Um die Schnittpunkte zu berechnen muss man einfach die beiden Funktionen gleichsetzen, also

f(x)=g(x)

x 2 -1 = -x +5 | + x -5

x 2 + x -6 = 0

eingesetzt in die Mitternachtsformel (a-b-c-Formel):

x1,2 = -1 ± 1 2 -4 · 1 · ( -6 ) 21

x1,2 = -1 ± 1 +24 2

x1,2 = -1 ± 25 2

x1 = -1 + 25 2 = -1 +5 2 = 4 2 = 2

x2 = -1 - 25 2 = -1 -5 2 = -6 2 = -3

L={ -3 ; 2 }

Um die y-Werte der Schnittpunkte zu erhalten, setzt man die x-Werte in eine der beiden (oder zur Probe in beide) Funktionen ein:

g( -3 ) = -( -3 ) +5 = 3 +5 = 8

g( 2 ) = -2 +5 = 3

Die Schnittpunkte sind also S1( -3 | 8 ) und S2( 2 | 3 ).