Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

25 x 2 +60x +36 = 0

Lösung einblenden

25 x 2 +60x +36 = 0

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

x1,2 = -60 ± 60 2 -4 · 25 · 36 225

x1,2 = -60 ± 3600 -3600 50

x1,2 = -60 ± 0 50

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

x = -60 50 = - 6 5

L={ - 6 5 }

- 6 5 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +65 -16x = 0

Lösung einblenden

x 2 -16x +65 = 0

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

x1,2 = +16 ± ( -16 ) 2 -4 · 1 · 65 21

x1,2 = +16 ± 256 -260 2

x1,2 = +16 ± ( -4 ) 2

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 + x + 5 4 = 0

Lösung einblenden
x 2 + x + 5 4 = 0 |⋅ 4
4( x 2 + x + 5 4 ) = 0

4 x 2 +4x +5 = 0

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

x1,2 = -4 ± 4 2 -4 · 4 · 5 24

x1,2 = -4 ± 16 -80 8

x1,2 = -4 ± ( -64 ) 8

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

L={}

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-3 x 2 -8x -4 = ( -4x +4 ) ( x -9 ) -38x +7

Lösung einblenden
-3 x 2 -8x -4 = ( -4x +4 ) ( x -9 ) -38x +7
-3 x 2 -8x -4 = -4 x 2 +40x -36 -38x +7
-3 x 2 -8x -4 = -4 x 2 +2x -29 | +4 x 2 -2x +29

x 2 -10x +25 = 0

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

x1,2 = +10 ± ( -10 ) 2 -4 · 1 · 25 21

x1,2 = +10 ± 100 -100 2

x1,2 = +10 ± 0 2

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

x = 10 2 = 5

L={ 5 }

5 ist 2-fache Lösung!

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 +8x -20 .

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 +8x -20 = 0

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

x1,2 = -8 ± 8 2 -4 · 1 · ( -20 ) 21

x1,2 = -8 ± 64 +80 2

x1,2 = -8 ± 144 2

x1 = -8 + 144 2 = -8 +12 2 = 4 2 = 2

x2 = -8 - 144 2 = -8 -12 2 = -20 2 = -10

L={ -10 ; 2 }

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( -10 |0) und N2( 2 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= -4 x 2 -3x +18
und
g(x)= -5 x 2 +5x +2 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

-4 x 2 -3x +18 = -5 x 2 +5x +2 | +5 x 2 -5x -2

x 2 -8x +16 = 0

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

x1,2 = +8 ± ( -8 ) 2 -4 · 1 · 16 21

x1,2 = +8 ± 64 -64 2

x1,2 = +8 ± 0 2

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

x = 8 2 = 4

L={ 4 }

4 ist 2-fache Lösung!

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 ) = -5 4 2 +54 +2 = -516 +20 +2 = -80 +20 +2 = -58

Der einzige Schnittpunkt ist also S( 4 | -58 ).

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 -4x -18 .

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 = 3.

Der faktorisierte Funktionsterm von f ist also f(x)= a · ( x -1 ) · ( x -3 ) .

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 -1 ) · ( x -3 ) = - x 2 +4x -3 .

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

f(x)=g(x)

- x 2 +4x -3 = -2 x 2 -4x -18 | +2 x 2 +4x +18

x 2 +8x +15 = 0

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

x1,2 = -8 ± 8 2 -4 · 1 · 15 21

x1,2 = -8 ± 64 -60 2

x1,2 = -8 ± 4 2

x1 = -8 + 4 2 = -8 +2 2 = -6 2 = -3

x2 = -8 - 4 2 = -8 -2 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; -3 }

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( -5 ) = -2 ( -5 ) 2 -4( -5 ) -18 = -225 +20 -18 = -50 +20 -18 = -48

g( -3 ) = -2 ( -3 ) 2 -4( -3 ) -18 = -29 +12 -18 = -18 +12 -18 = -24

Die Schnittpunkte sind also S1( -5 | -48 ) und S2( -3 | -24 ).