Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +16x +64 = 0

Lösung einblenden

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!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 +26 = -20x

Lösung einblenden
4 x 2 +26 = -20x | +20x
4 x 2 +20x +26 = 0 |:2

2 x 2 +10x +13 = 0

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

x1,2 = -10 ± 10 2 -4 · 2 · 13 22

x1,2 = -10 ± 100 -104 4

x1,2 = -10 ± ( -4 ) 4

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 + 3 2 x + 9 16 = 0

Lösung einblenden
x 2 + 3 2 x + 9 16 = 0 |⋅ 16
16( x 2 + 3 2 x + 9 16 ) = 0

16 x 2 +24x +9 = 0

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

x1,2 = -24 ± 24 2 -4 · 16 · 9 216

x1,2 = -24 ± 576 -576 32

x1,2 = -24 ± 0 32

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

x = -24 32 = - 3 4

L={ - 3 4 }

- 3 4 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-5 x 2 +4x -3 = ( -6x -2 ) ( x -1 ) +11

Lösung einblenden
-5 x 2 +4x -3 = ( -6x -2 ) ( x -1 ) +11
-5 x 2 +4x -3 = -6 x 2 +4x +2 +11
-5 x 2 +4x -3 = -6 x 2 +4x +13 | +3
-5 x 2 +4x = -6 x 2 +4x +16 | +6 x 2 -4x
x 2 = 16 | 2
x1 = - 16 = -4
x2 = 16 = 4

L={ -4 ; 4 }

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)= 4 x 2 +5
und
g(x)= 3 x 2 -2x +4 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

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

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!

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 -2( -1 ) +4 = 31 +2 +4 = 3 +2 +4 = 9

Der einzige Schnittpunkt ist also S( -1 | 9 ).

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 -7x -5 .

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 = -3 und x2 = -1.

Der faktorisierte Funktionsterm von f ist also f(x)= a · ( x +3 ) · ( x +1 ) .

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 +3 ) · ( x +1 ) = - x 2 -4x -3 .

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

f(x)=g(x)

- x 2 -4x -3 = -2 x 2 -7x -5 | +2 x 2 +7x +5

x 2 +3x +2 = 0

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

x1,2 = -3 ± 3 2 -4 · 1 · 2 21

x1,2 = -3 ± 9 -8 2

x1,2 = -3 ± 1 2

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

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

L={ -2 ; -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( -2 ) = -2 ( -2 ) 2 -7( -2 ) -5 = -24 +14 -5 = -8 +14 -5 = 1

g( -1 ) = -2 ( -1 ) 2 -7( -1 ) -5 = -21 +7 -5 = -2 +7 -5 = 0

Die Schnittpunkte sind also S1( -2 | 1 ) und S2( -1 |0).