Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

25 x 2 +40x +17 = 0

Lösung einblenden

25 x 2 +40x +17 = 0

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

x1,2 = -40 ± 40 2 -4 · 25 · 17 225

x1,2 = -40 ± 1600 -1700 50

x1,2 = -40 ± ( -100 ) 50

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

L={}

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +50 +14x = 0

Lösung einblenden

x 2 +14x +50 = 0

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

x1,2 = -14 ± 14 2 -4 · 1 · 50 21

x1,2 = -14 ± 196 -200 2

x1,2 = -14 ± ( -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 - 13 2 x +3 = 0

Lösung einblenden
x 2 - 13 2 x +3 = 0 |⋅ 2
2( x 2 - 13 2 x +3 ) = 0

2 x 2 -13x +6 = 0

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

x1,2 = +13 ± ( -13 ) 2 -4 · 2 · 6 22

x1,2 = +13 ± 169 -48 4

x1,2 = +13 ± 121 4

x1 = 13 + 121 4 = 13 +11 4 = 24 4 = 6

x2 = 13 - 121 4 = 13 -11 4 = 2 4 = 0,5

L={ 0,5 ; 6 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-8 x 2 -8x +8 = ( -9x -2 ) ( x +8 ) +65x +26

Lösung einblenden
-8 x 2 -8x +8 = ( -9x -2 ) ( x +8 ) +65x +26
-8 x 2 -8x +8 = -9 x 2 -74x -16 +65x +26
-8 x 2 -8x +8 = -9 x 2 -9x +10 | +9 x 2 +9x -10

x 2 + x -2 = 0

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

x1,2 = -1 ± 1 2 -4 · 1 · ( -2 ) 21

x1,2 = -1 ± 1 +8 2

x1,2 = -1 ± 9 2

x1 = -1 + 9 2 = -1 +3 2 = 2 2 = 1

x2 = -1 - 9 2 = -1 -3 2 = -4 2 = -2

L={ -2 ; 1 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= - x 2 -17x -70 .

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 -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 = 20 -2 = -10

x2 = 17 - 9 -2 = 17 -3 -2 = 14 -2 = -7

L={ -10 ; -7 }

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( -7 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= -3 x 2 -7x -1
und
g(x)= -4 x 2 -3x +4 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

-3 x 2 -7x -1 = -4 x 2 -3x +4 | +4 x 2 +3x -4

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 ± 36 2

x1 = 4 + 36 2 = 4 +6 2 = 10 2 = 5

x2 = 4 - 36 2 = 4 -6 2 = -2 2 = -1

L={ -1 ; 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( -1 ) = -4 ( -1 ) 2 -3( -1 ) +4 = -41 +3 +4 = -4 +3 +4 = 3

g( 5 ) = -4 5 2 -35 +4 = -425 -15 +4 = -100 -15 +4 = -111

Die Schnittpunkte sind also S1( -1 | 3 ) und S2( 5 | -111 ).

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)= 9x -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 = -4 und x2 = 0.

Der faktorisierte Funktionsterm von f ist also f(x)= a · ( x +4 ) · ( x +0 ) .

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 +4 ) · ( x +0 ) = x 2 +4x .

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

f(x)=g(x)

x 2 +4x = 9x -6 | -9x +6

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 }

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( 2 ) = 92 -6 = 18 -6 = 12

g( 3 ) = 93 -6 = 27 -6 = 21

Die Schnittpunkte sind also S1( 2 | 12 ) und S2( 3 | 21 ).