Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 -20x +100 = 0

Lösung einblenden

x 2 -20x +100 = 0

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

x1,2 = +20 ± ( -20 ) 2 -4 · 1 · 100 21

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!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

1 + x 2 +2x = 0

Lösung einblenden

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!

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +3x -10 = 0

Lösung einblenden

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 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

6 x 2 -6x -3 = ( 5x -4 ) ( x -5 ) +25x -15

Lösung einblenden
6 x 2 -6x -3 = ( 5x -4 ) ( x -5 ) +25x -15
6 x 2 -6x -3 = 5 x 2 -29x +20 +25x -15
6 x 2 -6x -3 = 5 x 2 -4x +5 | -5 x 2 +4x -5

x 2 -2x -8 = 0

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

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

x1,2 = +2 ± 4 +32 2

x1,2 = +2 ± 36 2

x1 = 2 + 36 2 = 2 +6 2 = 8 2 = 4

x2 = 2 - 36 2 = 2 -6 2 = -4 2 = -2

L={ -2 ; 4 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= -2 x 2 -6x +36 .

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 -6x +36 = 0 |:2

- x 2 -3x +18 = 0

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

x1,2 = +3 ± ( -3 ) 2 -4 · ( -1 ) · 18 2( -1 )

x1,2 = +3 ± 9 +72 -2

x1,2 = +3 ± 81 -2

x1 = 3 + 81 -2 = 3 +9 -2 = 12 -2 = -6

x2 = 3 - 81 -2 = 3 -9 -2 = -6 -2 = 3

L={ -6 ; 3 }

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( -6 |0) und N2( 3 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 6 x 2 -9x +6
und
g(x)= 5 x 2 -2x -4 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

6 x 2 -9x +6 = 5 x 2 -2x -4 | -5 x 2 +2x +4

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 = 10 2 = 5

x2 = 7 - 9 2 = 7 -3 2 = 4 2 = 2

L={ 2 ; 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( 2 ) = 5 2 2 -22 -4 = 54 -4 -4 = 20 -4 -4 = 12

g( 5 ) = 5 5 2 -25 -4 = 525 -10 -4 = 125 -10 -4 = 111

Die Schnittpunkte sind also S1( 2 | 12 ) und S2( 5 | 111 ).

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 -3x +9 .

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 unten 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 = -2 x 2 -3x +9 | +2 x 2 +3x -9

x 2 + x -6 = 0

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

x1,2 = -1 ± 1 2 -4 · 1 · ( -6 ) 21

x1,2 = -1 ± 1 +24 2

x1,2 = -1 ± 25 2

x1 = -1 + 25 2 = -1 +5 2 = 4 2 = 2

x2 = -1 - 25 2 = -1 -5 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 ) +9 = -29 +9 +9 = -18 +9 +9 = 0

g( 2 ) = -2 2 2 -32 +9 = -24 -6 +9 = -8 -6 +9 = -5

Die Schnittpunkte sind also S1( -3 |0) und S2( 2 | -5 ).