Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 -6x +9 = 0

Lösung einblenden

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!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-100x +101 +25 x 2 = 0

Lösung einblenden

25 x 2 -100x +101 = 0

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

x1,2 = +100 ± ( -100 ) 2 -4 · 25 · 101 225

x1,2 = +100 ± 10000 -10100 50

x1,2 = +100 ± ( -100 ) 50

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 -6x -10 = 0

Lösung einblenden

- x 2 -6x -10 = 0

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

x1,2 = +6 ± ( -6 ) 2 -4 · ( -1 ) · ( -10 ) 2( -1 )

x1,2 = +6 ± 36 -40 -2

x1,2 = +6 ± ( -4 ) -2

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

L={}

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-8 x 2 -8x -8 = ( -9x -2 ) ( x -9 ) -81x -31

Lösung einblenden
-8 x 2 -8x -8 = ( -9x -2 ) ( x -9 ) -81x -31
-8 x 2 -8x -8 = -9 x 2 +79x +18 -81x -31
-8 x 2 -8x -8 = -9 x 2 -2x -13 | +9 x 2 +2x +13

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 = 10 2 = 5

x2 = 6 - 16 2 = 6 -4 2 = 2 2 = 1

L={ 1 ; 5 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= - x 2 +2x -1 .

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 +2x -1 = 0

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

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

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!

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( 1 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= -2 x 2 -10x +1
und
g(x)= -3 x 2 -4x -4 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

-2 x 2 -10x +1 = -3 x 2 -4x -4 | +3 x 2 +4x +4

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 = 10 2 = 5

x2 = 6 - 16 2 = 6 -4 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 ) = -3 1 2 -41 -4 = -31 -4 -4 = -3 -4 -4 = -11

g( 5 ) = -3 5 2 -45 -4 = -325 -20 -4 = -75 -20 -4 = -99

Die Schnittpunkte sind also S1( 1 | -11 ) und S2( 5 | -99 ).

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 +20 .

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 unten 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 = -2 x 2 -3x +20 | +2 x 2 +3x -20

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 ) = -2 ( -4 ) 2 -3( -4 ) +20 = -216 +12 +20 = -32 +12 +20 = 0

g( 5 ) = -2 5 2 -35 +20 = -225 -15 +20 = -50 -15 +20 = -45

Die Schnittpunkte sind also S1( -4 |0) und S2( 5 | -45 ).