Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x 2 +3x -2 = 0

Lösung einblenden

2 x 2 +3x -2 = 0

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

x1,2 = -3 ± 3 2 -4 · 2 · ( -2 ) 22

x1,2 = -3 ± 9 +16 4

x1,2 = -3 ± 25 4

x1 = -3 + 25 4 = -3 +5 4 = 2 4 = 0,5

x2 = -3 - 25 4 = -3 -5 4 = -8 4 = -2

L={ -2 ; 0,5 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-32x +4 x 2 +64 = 0

Lösung einblenden
4 x 2 -32x +64 = 0 |:4

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 -11x +18 = 0

Lösung einblenden

x 2 -11x +18 = 0

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

x1,2 = +11 ± ( -11 ) 2 -4 · 1 · 18 21

x1,2 = +11 ± 121 -72 2

x1,2 = +11 ± 49 2

x1 = 11 + 49 2 = 11 +7 2 = 18 2 = 9

x2 = 11 - 49 2 = 11 -7 2 = 4 2 = 2

L={ 2 ; 9 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-7 x 2 -9x -2 = ( -8x -7 ) ( x +8 ) +68x +49

Lösung einblenden
-7 x 2 -9x -2 = ( -8x -7 ) ( x +8 ) +68x +49
-7 x 2 -9x -2 = -8 x 2 -71x -56 +68x +49
-7 x 2 -9x -2 = -8 x 2 -3x -7 | +8 x 2 +3x +7

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 -15x -50 .

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 -15x -50 = 0

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

x1,2 = +15 ± ( -15 ) 2 -4 · ( -1 ) · ( -50 ) 2( -1 )

x1,2 = +15 ± 225 -200 -2

x1,2 = +15 ± 25 -2

x1 = 15 + 25 -2 = 15 +5 -2 = 20 -2 = -10

x2 = 15 - 25 -2 = 15 -5 -2 = 10 -2 = -5

L={ -10 ; -5 }

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( -10 |0) und N2( -5 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= - x 2 +7x -6
und
g(x)= -2 x 2 +4x +4 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

- x 2 +7x -6 = -2 x 2 +4x +4 | +2 x 2 -4x -4

x 2 +3x -10 = 0

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

x1,2 = -3 ± 3 2 -4 · 1 · ( -10 ) 21

x1,2 = -3 ± 9 +40 2

x1,2 = -3 ± 49 2

x1 = -3 + 49 2 = -3 +7 2 = 4 2 = 2

x2 = -3 - 49 2 = -3 -7 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; 2 }

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( -5 ) = -2 ( -5 ) 2 +4( -5 ) +4 = -225 -20 +4 = -50 -20 +4 = -66

g( 2 ) = -2 2 2 +42 +4 = -24 +8 +4 = -8 +8 +4 = 4

Die Schnittpunkte sind also S1( -5 | -66 ) und S2( 2 | 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)= 3x .

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 = 2.

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

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 +2 ) · ( x -2 ) = x 2 -4 .

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

f(x)=g(x)

x 2 -4 = 3x | -3x

x 2 -3x -4 = 0

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

x1,2 = +3 ± ( -3 ) 2 -4 · 1 · ( -4 ) 21

x1,2 = +3 ± 9 +16 2

x1,2 = +3 ± 25 2

x1 = 3 + 25 2 = 3 +5 2 = 8 2 = 4

x2 = 3 - 25 2 = 3 -5 2 = -2 2 = -1

L={ -1 ; 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( -1 ) = 3( -1 ) = -3

g( 4 ) = 34 = 12

Die Schnittpunkte sind also S1( -1 | -3 ) und S2( 4 | 12 ).