Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 +36x +81 = 0

Lösung einblenden

4 x 2 +36x +81 = 0

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

x1,2 = -36 ± 36 2 -4 · 4 · 81 24

x1,2 = -36 ± 1296 -1296 8

x1,2 = -36 ± 0 8

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

x = -36 8 = - 9 2

L={ - 9 2 }

- 9 2 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-17x +2 x 2 -9 = 0

Lösung einblenden

2 x 2 -17x -9 = 0

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

x1,2 = +17 ± ( -17 ) 2 -4 · 2 · ( -9 ) 22

x1,2 = +17 ± 289 +72 4

x1,2 = +17 ± 361 4

x1 = 17 + 361 4 = 17 +19 4 = 36 4 = 9

x2 = 17 - 361 4 = 17 -19 4 = -2 4 = -0,5

L={ -0,5 ; 9 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

- x 2 -20x -100 = 0

Lösung einblenden

- x 2 -20x -100 = 0

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

x1,2 = +20 ± ( -20 ) 2 -4 · ( -1 ) · ( -100 ) 2( -1 )

x1,2 = +20 ± 400 -400 -2

x1,2 = +20 ± 0 -2

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

x = 20 -2 = -10

L={ -10 }

-10 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

6 x 2 -7x -5 = ( 5x +4 ) ( x -6 ) +21x +19

Lösung einblenden
6 x 2 -7x -5 = ( 5x +4 ) ( x -6 ) +21x +19
6 x 2 -7x -5 = 5 x 2 -26x -24 +21x +19
6 x 2 -7x -5 = 5 x 2 -5x -5 | +5
6 x 2 -7x = 5 x 2 -5x | - ( 5 x 2 -5x )
6 x 2 -5 x 2 -7x +5x = 0
x 2 -2x = 0
x ( x -2 ) = 0

Ein Produkt ist genau dann =0, wenn mindestens einer der beiden Faktoren =0 ist.

1. Fall:

x1 = 0

2. Fall:

x -2 = 0 | +2
x2 = 2

L={0; 2 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 -16x +64 .

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 -16x +64 = 0

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

x1,2 = +16 ± ( -16 ) 2 -4 · 1 · 64 21

x1,2 = +16 ± 256 -256 2

x1,2 = +16 ± 0 2

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

x = 16 2 = 8

L={ 8 }

8 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( 8 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= - x 2 -3x +14
und
g(x)= -2 x 2 +3x +5 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

- x 2 -3x +14 = -2 x 2 +3x +5 | +2 x 2 -3x -5

x 2 -6x +9 = 0

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

x1,2 = +6 ± ( -6 ) 2 -4 · 1 · 9 21

x1,2 = +6 ± 36 -36 2

x1,2 = +6 ± 0 2

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

x = 6 2 = 3

L={ 3 }

3 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( 3 ) = -2 3 2 +33 +5 = -29 +9 +5 = -18 +9 +5 = -4

Der einzige Schnittpunkt ist also S( 3 | -4 ).

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)= -4x +16 .

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 = 0 und x2 = 4.

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

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 +0 ) · ( x -4 ) = x 2 -4x .

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

f(x)=g(x)

x 2 -4x = -4x +16 | +4x
x 2 = 16 | 2
x1 = - 16 = -4
x2 = 16 = 4

L={ -4 ; 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( -4 ) = -4( -4 ) +16 = 16 +16 = 32

g( 4 ) = -44 +16 = -16 +16 = 0

Die Schnittpunkte sind also S1( -4 | 32 ) und S2( 4 |0).