Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 -4x +5 = 0

Lösung einblenden

x 2 -4x +5 = 0

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

x1,2 = +4 ± ( -4 ) 2 -4 · 1 · 5 21

x1,2 = +4 ± 16 -20 2

x1,2 = +4 ± ( -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:

4 x 2 +37 = 24x

Lösung einblenden
4 x 2 +37 = 24x | -24x

4 x 2 -24x +37 = 0

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

x1,2 = +24 ± ( -24 ) 2 -4 · 4 · 37 24

x1,2 = +24 ± 576 -592 8

x1,2 = +24 ± ( -16 ) 8

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

L={}

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-2 x 2 +2x +84 = 0

Lösung einblenden
-2 x 2 +2x +84 = 0 |:2

- x 2 + x +42 = 0

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

x1,2 = -1 ± 1 2 -4 · ( -1 ) · 42 2( -1 )

x1,2 = -1 ± 1 +168 -2

x1,2 = -1 ± 169 -2

x1 = -1 + 169 -2 = -1 +13 -2 = 12 -2 = -6

x2 = -1 - 169 -2 = -1 -13 -2 = -14 -2 = 7

L={ -6 ; 7 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-5 x 2 -6x -9 = ( -6x -3 ) ( x -1 ) + x -37

Lösung einblenden
-5 x 2 -6x -9 = ( -6x -3 ) ( x -1 ) + x -37
-5 x 2 -6x -9 = -6 x 2 +3x +3 + x -37
-5 x 2 -6x -9 = -6 x 2 +4x -34 | +6 x 2 -4x +34

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 +12 .

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 +12 = 0

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

x1,2 = +8 ± ( -8 ) 2 -4 · 1 · 12 21

x1,2 = +8 ± 64 -48 2

x1,2 = +8 ± 16 2

x1 = 8 + 16 2 = 8 +4 2 = 12 2 = 6

x2 = 8 - 16 2 = 8 -4 2 = 4 2 = 2

L={ 2 ; 6 }

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( 2 |0) und N2( 6 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 5 x 2 -7x +22
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 -7x +22 = 4 x 2 +3x -3 | -4 x 2 -3x +3

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!

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

Der einzige Schnittpunkt ist also S( 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 -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 ).