Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +12x +36 = 0

Lösung einblenden

x 2 +12x +36 = 0

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

x1,2 = -12 ± 12 2 -4 · 1 · 36 21

x1,2 = -12 ± 144 -144 2

x1,2 = -12 ± 0 2

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

x = -12 2 = -6

L={ -6 }

-6 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

49 -14x + x 2 = 0

Lösung einblenden

x 2 -14x +49 = 0

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

x1,2 = +14 ± ( -14 ) 2 -4 · 1 · 49 21

x1,2 = +14 ± 196 -196 2

x1,2 = +14 ± 0 2

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

x = 14 2 = 7

L={ 7 }

7 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 - 29 4 x + 15 2 = 0

Lösung einblenden
x 2 - 29 4 x + 15 2 = 0 |⋅ 4
4( x 2 - 29 4 x + 15 2 ) = 0

4 x 2 -29x +30 = 0

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

x1,2 = +29 ± ( -29 ) 2 -4 · 4 · 30 24

x1,2 = +29 ± 841 -480 8

x1,2 = +29 ± 361 8

x1 = 29 + 361 8 = 29 +19 8 = 48 8 = 6

x2 = 29 - 361 8 = 29 -19 8 = 10 8 = 1,25

L={ 1,25 ; 6 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-5 x 2 +8x +8 = ( -6x +7 ) ( x -7 ) -47x +49

Lösung einblenden
-5 x 2 +8x +8 = ( -6x +7 ) ( x -7 ) -47x +49
-5 x 2 +8x +8 = -6 x 2 +49x -49 -47x +49
-5 x 2 +8x +8 = -6 x 2 +2x | +6 x 2 -2x

x 2 +6x +8 = 0

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

x1,2 = -6 ± 6 2 -4 · 1 · 8 21

x1,2 = -6 ± 36 -32 2

x1,2 = -6 ± 4 2

x1 = -6 + 4 2 = -6 +2 2 = -4 2 = -2

x2 = -6 - 4 2 = -6 -2 2 = -8 2 = -4

L={ -4 ; -2 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= 3 x 2 -15x -18 .

Lösung einblenden

Um die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) zu berechnen muss man einfach die Funktion gleich Null setzen, also

f(x)=0

3 x 2 -15x -18 = 0 |:3

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 ± 49 2

x1 = 5 + 49 2 = 5 +7 2 = 12 2 = 6

x2 = 5 - 49 2 = 5 -7 2 = -2 2 = -1

L={ -1 ; 6 }

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( -1 |0) und N2( 6 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

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

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!

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 +2 +3 = -24 +2 +3 = -8 +2 +3 = -3

Der einzige Schnittpunkt ist also S( 2 | -3 ).

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 +6x -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 = -2 und x2 = 0.

Der faktorisierte Funktionsterm von f ist also f(x)= a · ( x +2 ) · ( 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 +2 ) · ( x +0 ) = - x 2 -2x .

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

f(x)=g(x)

- x 2 -2x = -2 x 2 +6x -16 | +2 x 2 -6x +16

x 2 -8x +16 = 0

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

x1,2 = +8 ± ( -8 ) 2 -4 · 1 · 16 21

x1,2 = +8 ± 64 -64 2

x1,2 = +8 ± 0 2

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

x = 8 2 = 4

L={ 4 }

4 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( 4 ) = -2 4 2 +64 -16 = -216 +24 -16 = -32 +24 -16 = -24

Der einzige Schnittpunkt ist also S( 4 | -24 ).