Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 -4x +4 = 0

Lösung einblenden

x 2 -4x +4 = 0

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

x1,2 = +4 ± ( -4 ) 2 -4 · 1 · 4 21

x1,2 = +4 ± 16 -16 2

x1,2 = +4 ± 0 2

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

x = 4 2 = 2

L={ 2 }

2 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-25 +4 x 2 -15x = 0

Lösung einblenden

4 x 2 -15x -25 = 0

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

x1,2 = +15 ± ( -15 ) 2 -4 · 4 · ( -25 ) 24

x1,2 = +15 ± 225 +400 8

x1,2 = +15 ± 625 8

x1 = 15 + 625 8 = 15 +25 8 = 40 8 = 5

x2 = 15 - 625 8 = 15 -25 8 = -10 8 = -1,25

L={ -1,25 ; 5 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 -4x -12 = 0

Lösung einblenden

x 2 -4x -12 = 0

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

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

x1,2 = +4 ± 16 +48 2

x1,2 = +4 ± 64 2

x1 = 4 + 64 2 = 4 +8 2 = 12 2 = 6

x2 = 4 - 64 2 = 4 -8 2 = -4 2 = -2

L={ -2 ; 6 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x 2 +4x -7 = ( x +5 ) ( x +4 ) -3x -12

Lösung einblenden
2 x 2 +4x -7 = ( x +5 ) ( x +4 ) -3x -12
2 x 2 +4x -7 = x 2 +9x +20 -3x -12
2 x 2 +4x -7 = x 2 +6x +8 | - x 2 -6x -8

x 2 -2x -15 = 0

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

x1,2 = +2 ± ( -2 ) 2 -4 · 1 · ( -15 ) 21

x1,2 = +2 ± 4 +60 2

x1,2 = +2 ± 64 2

x1 = 2 + 64 2 = 2 +8 2 = 10 2 = 5

x2 = 2 - 64 2 = 2 -8 2 = -6 2 = -3

L={ -3 ; 5 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 +4x +4 .

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 +4x +4 = 0

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

x1,2 = -4 ± 4 2 -4 · 1 · 4 21

x1,2 = -4 ± 16 -16 2

x1,2 = -4 ± 0 2

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

x = -4 2 = -2

L={ -2 }

-2 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( -2 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 5 x 2 -23
und
g(x)= 4 x 2 + x -3 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

5 x 2 -23 = 4 x 2 + x -3 | -4 x 2 - x +3

x 2 - x -20 = 0

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

x1,2 = +1 ± ( -1 ) 2 -4 · 1 · ( -20 ) 21

x1,2 = +1 ± 1 +80 2

x1,2 = +1 ± 81 2

x1 = 1 + 81 2 = 1 +9 2 = 10 2 = 5

x2 = 1 - 81 2 = 1 -9 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 -4 -3 = 416 -4 -3 = 64 -4 -3 = 57

g( 5 ) = 4 5 2 +5 -3 = 425 +5 -3 = 100 +5 -3 = 102

Die Schnittpunkte sind also S1( -4 | 57 ) und S2( 5 | 102 ).

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 +3x +15 .

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 +2x +3 .

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

f(x)=g(x)

- x 2 +2x +3 = -2 x 2 +3x +15 | +2 x 2 -3x -15

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 ) = -2 ( -3 ) 2 +3( -3 ) +15 = -29 -9 +15 = -18 -9 +15 = -12

g( 4 ) = -2 4 2 +34 +15 = -216 +12 +15 = -32 +12 +15 = -5

Die Schnittpunkte sind also S1( -3 | -12 ) und S2( 4 | -5 ).