Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +12x +37 = 0

Lösung einblenden

x 2 +12x +37 = 0

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

x1,2 = -12 ± 12 2 -4 · 1 · 37 21

x1,2 = -12 ± 144 -148 2

x1,2 = -12 ± ( -4 ) 2

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

L={}

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-35 -23x = -4 x 2

Lösung einblenden
-23x -35 = -4 x 2 | +4 x 2

4 x 2 -23x -35 = 0

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

x1,2 = +23 ± ( -23 ) 2 -4 · 4 · ( -35 ) 24

x1,2 = +23 ± 529 +560 8

x1,2 = +23 ± 1089 8

x1 = 23 + 1089 8 = 23 +33 8 = 56 8 = 7

x2 = 23 - 1089 8 = 23 -33 8 = -10 8 = -1,25

L={ -1,25 ; 7 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

- x 2 +17x -70 = 0

Lösung einblenden

- x 2 +17x -70 = 0

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

x1,2 = -17 ± 17 2 -4 · ( -1 ) · ( -70 ) 2( -1 )

x1,2 = -17 ± 289 -280 -2

x1,2 = -17 ± 9 -2

x1 = -17 + 9 -2 = -17 +3 -2 = -14 -2 = 7

x2 = -17 - 9 -2 = -17 -3 -2 = -20 -2 = 10

L={ 7 ; 10 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 -4x -6 = ( 3x +2 ) ( x +9 ) -28x -24

Lösung einblenden
4 x 2 -4x -6 = ( 3x +2 ) ( x +9 ) -28x -24
4 x 2 -4x -6 = 3 x 2 +29x +18 -28x -24
4 x 2 -4x -6 = 3 x 2 + x -6 | +6
4 x 2 -4x = 3 x 2 + x | - ( 3 x 2 + x )
4 x 2 -3 x 2 -4x - x = 0
x 2 -5x = 0
x ( x -5 ) = 0

Ein Produkt ist genau dann =0, wenn mindestens einer der beiden Faktoren =0 ist.

1. Fall:

x1 = 0

2. Fall:

x -5 = 0 | +5
x2 = 5

L={0; 5 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 +6x +9 .

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 +6x +9 = 0

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

x1,2 = -6 ± 6 2 -4 · 1 · 9 21

x1,2 = -6 ± 36 -36 2

x1,2 = -6 ± 0 2

Da die Wurzel Null ist, gibt es nur eine Lösung:

x = -6 2 = -3

L={ -3 }

-3 ist 2-fache Lösung!

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

Der einzige Schnittpunkt mit der x-Achse ist also N( -3 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 5 x 2 -6x +17
und
g(x)= 4 x 2 +3x -3 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

5 x 2 -6x +17 = 4 x 2 +3x -3 | -4 x 2 -3x +3

x 2 -9x +20 = 0

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

x1,2 = +9 ± ( -9 ) 2 -4 · 1 · 20 21

x1,2 = +9 ± 81 -80 2

x1,2 = +9 ± 1 2

x1 = 9 + 1 2 = 9 +1 2 = 10 2 = 5

x2 = 9 - 1 2 = 9 -1 2 = 8 2 = 4

L={ 4 ; 5 }

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( 4 ) = 4 4 2 +34 -3 = 416 +12 -3 = 64 +12 -3 = 73

g( 5 ) = 4 5 2 +35 -3 = 425 +15 -3 = 100 +15 -3 = 112

Die Schnittpunkte sind also S1( 4 | 73 ) und S2( 5 | 112 ).

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)= -2 x 2 +3 .

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 = 0 und x2 = 2.

Der faktorisierte Funktionsterm von f ist also f(x)= a · ( x +0 ) · ( x -2 ) .

Da es sich aber um eine Normalparabel handelt, muss das a=1 oder a=-1 sein. Da die Parabel nach unten geöffnet ist, gilt also
f(x)= - ( x +0 ) · ( x -2 ) = - x 2 +2x .

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

f(x)=g(x)

- x 2 +2x = -2 x 2 +3 | +2 x 2 -3

x 2 +2x -3 = 0

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

x1,2 = -2 ± 2 2 -4 · 1 · ( -3 ) 21

x1,2 = -2 ± 4 +12 2

x1,2 = -2 ± 16 2

x1 = -2 + 16 2 = -2 +4 2 = 2 2 = 1

x2 = -2 - 16 2 = -2 -4 2 = -6 2 = -3

L={ -3 ; 1 }

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 ) = -2 ( -3 ) 2 +3 = -29 +3 = -18 +3 = -15

g( 1 ) = -2 1 2 +3 = -21 +3 = -2 +3 = 1

Die Schnittpunkte sind also S1( -3 | -15 ) und S2( 1 | 1 ).