Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +4x -60 = 0

Lösung einblenden

x 2 +4x -60 = 0

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

x1,2 = -4 ± 4 2 -4 · 1 · ( -60 ) 21

x1,2 = -4 ± 16 +240 2

x1,2 = -4 ± 256 2

x1 = -4 + 256 2 = -4 +16 2 = 12 2 = 6

x2 = -4 - 256 2 = -4 -16 2 = -20 2 = -10

L={ -10 ; 6 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-16x +4 x 2 = -16

Lösung einblenden
4 x 2 -16x = -16 | +16
4 x 2 -16x +16 = 0 |:4

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!

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-2 x 2 -14x +16 = 0

Lösung einblenden
-2 x 2 -14x +16 = 0 |:2

- x 2 -7x +8 = 0

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

x1,2 = +7 ± ( -7 ) 2 -4 · ( -1 ) · 8 2( -1 )

x1,2 = +7 ± 49 +32 -2

x1,2 = +7 ± 81 -2

x1 = 7 + 81 -2 = 7 +9 -2 = 16 -2 = -8

x2 = 7 - 81 -2 = 7 -9 -2 = -2 -2 = 1

L={ -8 ; 1 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-2 x 2 + x -1 = ( -3x +3 ) ( x -3 ) -2x -12

Lösung einblenden
-2 x 2 + x -1 = ( -3x +3 ) ( x -3 ) -2x -12
-2 x 2 + x -1 = -3 x 2 +12x -9 -2x -12
-2 x 2 + x -1 = -3 x 2 +10x -21 | +3 x 2 -10x +21

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 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= -2 x 2 -40x -200 .

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 -40x -200 = 0 |:2

- x 2 -20x -100 = 0

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

x1,2 = +20 ± ( -20 ) 2 -4 · ( -1 ) · ( -100 ) 2( -1 )

x1,2 = +20 ± 400 -400 -2

x1,2 = +20 ± 0 -2

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

x = 20 -2 = -10

L={ -10 }

-10 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( -10 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 3 x 2 +8x +8
und
g(x)= 2 x 2 +3x +2 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

3 x 2 +8x +8 = 2 x 2 +3x +2 | -2 x 2 -3x -2

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 ± 1 2

x1 = -5 + 1 2 = -5 +1 2 = -4 2 = -2

x2 = -5 - 1 2 = -5 -1 2 = -6 2 = -3

L={ -3 ; -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( -3 ) = 2 ( -3 ) 2 +3( -3 ) +2 = 29 -9 +2 = 18 -9 +2 = 11

g( -2 ) = 2 ( -2 ) 2 +3( -2 ) +2 = 24 -6 +2 = 8 -6 +2 = 4

Die Schnittpunkte sind also S1( -3 | 11 ) 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)= 4x +15 .

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 oben 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 = 4x +15 | -4x -15

x 2 -2x -15 = 0

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

x1,2 = +2 ± ( -2 ) 2 -4 · 1 · ( -15 ) 21

x1,2 = +2 ± 4 +60 2

x1,2 = +2 ± 64 2

x1 = 2 + 64 2 = 2 +8 2 = 10 2 = 5

x2 = 2 - 64 2 = 2 -8 2 = -6 2 = -3

L={ -3 ; 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( -3 ) = 4( -3 ) +15 = -12 +15 = 3

g( 5 ) = 45 +15 = 20 +15 = 35

Die Schnittpunkte sind also S1( -3 | 3 ) und S2( 5 | 35 ).