Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 +20x +25 = 0

Lösung einblenden

4 x 2 +20x +25 = 0

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

x1,2 = -20 ± 20 2 -4 · 4 · 25 24

x1,2 = -20 ± 400 -400 8

x1,2 = -20 ± 0 8

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

x = -20 8 = - 5 2

L={ - 5 2 }

- 5 2 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

5 x 2 +4 = 12x

Lösung einblenden
5 x 2 +4 = 12x | -12x

5 x 2 -12x +4 = 0

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

x1,2 = +12 ± ( -12 ) 2 -4 · 5 · 4 25

x1,2 = +12 ± 144 -80 10

x1,2 = +12 ± 64 10

x1 = 12 + 64 10 = 12 +8 10 = 20 10 = 2

x2 = 12 - 64 10 = 12 -8 10 = 4 10 = 0,4

L={ 0,4 ; 2 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 -2x +1 = 0

Lösung einblenden

x 2 -2x +1 = 0

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

x1,2 = +2 ± ( -2 ) 2 -4 · 1 · 1 21

x1,2 = +2 ± 4 -4 2

x1,2 = +2 ± 0 2

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

x = 2 2 = 1

L={ 1 }

1 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 x 2 +3x -6 = ( 2x +2 ) ( x +8 ) -10x -28

Lösung einblenden
3 x 2 +3x -6 = ( 2x +2 ) ( x +8 ) -10x -28
3 x 2 +3x -6 = 2 x 2 +18x +16 -10x -28
3 x 2 +3x -6 = 2 x 2 +8x -12 | -2 x 2 -8x +12

x 2 -5x +6 = 0

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

x1,2 = +5 ± ( -5 ) 2 -4 · 1 · 6 21

x1,2 = +5 ± 25 -24 2

x1,2 = +5 ± 1 2

x1 = 5 + 1 2 = 5 +1 2 = 6 2 = 3

x2 = 5 - 1 2 = 5 -1 2 = 4 2 = 2

L={ 2 ; 3 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= 2 x 2 +8x -90 .

Lösung einblenden

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

f(x)=0

2 x 2 +8x -90 = 0 |:2

x 2 +4x -45 = 0

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

x1,2 = -4 ± 4 2 -4 · 1 · ( -45 ) 21

x1,2 = -4 ± 16 +180 2

x1,2 = -4 ± 196 2

x1 = -4 + 196 2 = -4 +14 2 = 10 2 = 5

x2 = -4 - 196 2 = -4 -14 2 = -18 2 = -9

L={ -9 ; 5 }

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( -9 |0) und N2( 5 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= -4 x 2 +11x +7
und
g(x)= -5 x 2 +4x -5 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

-4 x 2 +11x +7 = -5 x 2 +4x -5 | +5 x 2 -4x +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 }

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 +4( -4 ) -5 = -516 -16 -5 = -80 -16 -5 = -101

g( -3 ) = -5 ( -3 ) 2 +4( -3 ) -5 = -59 -12 -5 = -45 -12 -5 = -62

Die Schnittpunkte sind also S1( -4 | -101 ) und S2( -3 | -62 ).

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)= -6x -6 .

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 = -6x -6 | +6x +6

x 2 +6x +5 = 0

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

x1,2 = -6 ± 6 2 -4 · 1 · 5 21

x1,2 = -6 ± 36 -20 2

x1,2 = -6 ± 16 2

x1 = -6 + 16 2 = -6 +4 2 = -2 2 = -1

x2 = -6 - 16 2 = -6 -4 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; -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( -5 ) = -6( -5 ) -6 = 30 -6 = 24

g( -1 ) = -6( -1 ) -6 = 6 -6 = 0

Die Schnittpunkte sind also S1( -5 | 24 ) und S2( -1 |0).