Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +16x +65 = 0

Lösung einblenden

x 2 +16x +65 = 0

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

x1,2 = -16 ± 16 2 -4 · 1 · 65 21

x1,2 = -16 ± 256 -260 2

x1,2 = -16 ± ( -4 ) 2

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

L={}

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-8x + x 2 = -16

Lösung einblenden
x 2 -8x = -16 | +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!

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +3x + 9 4 = 0

Lösung einblenden
x 2 +3x + 9 4 = 0 |⋅ 4
4( x 2 +3x + 9 4 ) = 0

4 x 2 +12x +9 = 0

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

x1,2 = -12 ± 12 2 -4 · 4 · 9 24

x1,2 = -12 ± 144 -144 8

x1,2 = -12 ± 0 8

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

x = -12 8 = - 3 2

L={ - 3 2 }

- 3 2 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 +6x -4 = ( 3x +3 ) ( x +7 ) -12x -30

Lösung einblenden
4 x 2 +6x -4 = ( 3x +3 ) ( x +7 ) -12x -30
4 x 2 +6x -4 = 3 x 2 +24x +21 -12x -30
4 x 2 +6x -4 = 3 x 2 +12x -9 | -3 x 2 -12x +9

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)= -2 x 2 +2x +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

-2 x 2 +2x +4 = 0 |:2

- x 2 + x +2 = 0

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

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

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={ -1 ; 2 }

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( 2 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 6 x 2 -14x +19
und
g(x)= 5 x 2 -5x -1 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

6 x 2 -14x +19 = 5 x 2 -5x -1 | -5 x 2 +5x +1

x 2 -9x +20 = 0

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

x1,2 = +9 ± ( -9 ) 2 -4 · 1 · 20 21

x1,2 = +9 ± 81 -80 2

x1,2 = +9 ± 1 2

x1 = 9 + 1 2 = 9 +1 2 = 10 2 = 5

x2 = 9 - 1 2 = 9 -1 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 ) = 5 4 2 -54 -1 = 516 -20 -1 = 80 -20 -1 = 59

g( 5 ) = 5 5 2 -55 -1 = 525 -25 -1 = 125 -25 -1 = 99

Die Schnittpunkte sind also S1( 4 | 59 ) 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)= x +11 .

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 = -1 und x2 = 1.

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

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 +1 ) · ( x -1 ) = x 2 -1 .

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

f(x)=g(x)

x 2 -1 = x +11 | - x -11

x 2 - x -12 = 0

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

x1,2 = +1 ± ( -1 ) 2 -4 · 1 · ( -12 ) 21

x1,2 = +1 ± 1 +48 2

x1,2 = +1 ± 49 2

x1 = 1 + 49 2 = 1 +7 2 = 8 2 = 4

x2 = 1 - 49 2 = 1 -7 2 = -6 2 = -3

L={ -3 ; 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( -3 ) = -3 +11 = 8

g( 4 ) = 4 +11 = 15

Die Schnittpunkte sind also S1( -3 | 8 ) und S2( 4 | 15 ).