Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 -24x +37 = 0

Lösung einblenden

4 x 2 -24x +37 = 0

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

x1,2 = +24 ± ( -24 ) 2 -4 · 4 · 37 24

x1,2 = +24 ± 576 -592 8

x1,2 = +24 ± ( -16 ) 8

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

L={}

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-18x + x 2 +82 = 0

Lösung einblenden

x 2 -18x +82 = 0

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

x1,2 = +18 ± ( -18 ) 2 -4 · 1 · 82 21

x1,2 = +18 ± 324 -328 2

x1,2 = +18 ± ( -4 ) 2

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 +20x -101 = 0

Lösung einblenden

- x 2 +20x -101 = 0

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

x1,2 = -20 ± 20 2 -4 · ( -1 ) · ( -101 ) 2( -1 )

x1,2 = -20 ± 400 -404 -2

x1,2 = -20 ± ( -4 ) -2

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

L={}

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 -3x +8 = ( 3x +5 ) ( x -5 ) +7x +49

Lösung einblenden
4 x 2 -3x +8 = ( 3x +5 ) ( x -5 ) +7x +49
4 x 2 -3x +8 = 3 x 2 -10x -25 +7x +49
4 x 2 -3x +8 = 3 x 2 -3x +24 | -8
4 x 2 -3x = 3 x 2 -3x +16 | -3 x 2 +3x
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 - 7 2 x + 49 16 .

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 - 7 2 x + 49 16 = 0 |⋅ 16
16( x 2 - 7 2 x + 49 16 ) = 0

16 x 2 -56x +49 = 0

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

x1,2 = +56 ± ( -56 ) 2 -4 · 16 · 49 216

x1,2 = +56 ± 3136 -3136 32

x1,2 = +56 ± 0 32

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

x = 56 32 = 7 4

L={ 7 4 }

7 4 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 4 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= -3 x 2 +10x +13
und
g(x)= -4 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 +10x +13 = -4 x 2 +3x +3 | +4 x 2 -3x -3

x 2 +7x +10 = 0

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

x1,2 = -7 ± 7 2 -4 · 1 · 10 21

x1,2 = -7 ± 49 -40 2

x1,2 = -7 ± 9 2

x1 = -7 + 9 2 = -7 +3 2 = -4 2 = -2

x2 = -7 - 9 2 = -7 -3 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 ) = -4 ( -5 ) 2 +3( -5 ) +3 = -425 -15 +3 = -100 -15 +3 = -112

g( -2 ) = -4 ( -2 ) 2 +3( -2 ) +3 = -44 -6 +3 = -16 -6 +3 = -19

Die Schnittpunkte sind also S1( -5 | -112 ) und S2( -2 | -19 ).

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 -5x -12 .

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 = 0 und x2 = 2.

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

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 +0 ) · ( x -2 ) = - 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 -5x -12 | +2 x 2 +5x +12

x 2 +7x +12 = 0

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

x1,2 = -7 ± 7 2 -4 · 1 · 12 21

x1,2 = -7 ± 49 -48 2

x1,2 = -7 ± 1 2

x1 = -7 + 1 2 = -7 +1 2 = -6 2 = -3

x2 = -7 - 1 2 = -7 -1 2 = -8 2 = -4

L={ -4 ; -3 }

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 -5( -4 ) -12 = -216 +20 -12 = -32 +20 -12 = -24

g( -3 ) = -2 ( -3 ) 2 -5( -3 ) -12 = -29 +15 -12 = -18 +15 -12 = -15

Die Schnittpunkte sind also S1( -4 | -24 ) und S2( -3 | -15 ).