Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +12x +37 = 0

Lösung einblenden

x 2 +12x +37 = 0

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

x1,2 = -12 ± 12 2 -4 · 1 · 37 21

x1,2 = -12 ± 144 -148 2

x1,2 = -12 ± ( -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:

2 x 2 -16x -18 = 0

Lösung einblenden
2 x 2 -16x -18 = 0 |:2

x 2 -8x -9 = 0

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

x1,2 = +8 ± ( -8 ) 2 -4 · 1 · ( -9 ) 21

x1,2 = +8 ± 64 +36 2

x1,2 = +8 ± 100 2

x1 = 8 + 100 2 = 8 +10 2 = 18 2 = 9

x2 = 8 - 100 2 = 8 -10 2 = -2 2 = -1

L={ -1 ; 9 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 + 13 2 x -12 = 0

Lösung einblenden
x 2 + 13 2 x -12 = 0 |⋅ 2
2( x 2 + 13 2 x -12 ) = 0

2 x 2 +13x -24 = 0

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

x1,2 = -13 ± 13 2 -4 · 2 · ( -24 ) 22

x1,2 = -13 ± 169 +192 4

x1,2 = -13 ± 361 4

x1 = -13 + 361 4 = -13 +19 4 = 6 4 = 1,5

x2 = -13 - 361 4 = -13 -19 4 = -32 4 = -8

L={ -8 ; 1,5 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-5 x 2 -5x -5 = ( -6x -7 ) ( x +3 ) +22x +15

Lösung einblenden
-5 x 2 -5x -5 = ( -6x -7 ) ( x +3 ) +22x +15
-5 x 2 -5x -5 = -6 x 2 -25x -21 +22x +15
-5 x 2 -5x -5 = -6 x 2 -3x -6 | +6 x 2 +3x +6

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!

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 -14x +49 .

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 -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!

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( 7 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 3 x 2 -7x +1
und
g(x)= 2 x 2 -3x -3 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

3 x 2 -7x +1 = 2 x 2 -3x -3 | -2 x 2 +3x +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 -32 -3 = 24 -6 -3 = 8 -6 -3 = -1

Der einzige Schnittpunkt ist also S( 2 | -1 ).

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)= 6x +2 .

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 oben geöffnet ist, gilt also
f(x)= ( x +3 ) · ( x -1 ) = x 2 +2x -3 .

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

f(x)=g(x)

x 2 +2x -3 = 6x +2 | -6x -2

x 2 -4x -5 = 0

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

x1,2 = +4 ± ( -4 ) 2 -4 · 1 · ( -5 ) 21

x1,2 = +4 ± 16 +20 2

x1,2 = +4 ± 36 2

x1 = 4 + 36 2 = 4 +6 2 = 10 2 = 5

x2 = 4 - 36 2 = 4 -6 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 ) = 6( -1 ) +2 = -6 +2 = -4

g( 5 ) = 65 +2 = 30 +2 = 32

Die Schnittpunkte sind also S1( -1 | -4 ) und S2( 5 | 32 ).