Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 -28x +49 = 0

Lösung einblenden

4 x 2 -28x +49 = 0

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

x1,2 = +28 ± ( -28 ) 2 -4 · 4 · 49 24

x1,2 = +28 ± 784 -784 8

x1,2 = +28 ± 0 8

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

x = 28 8 = 7 2

L={ 7 2 }

7 2 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-5x +1 +4 x 2 = 0

Lösung einblenden

4 x 2 -5x +1 = 0

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

x1,2 = +5 ± ( -5 ) 2 -4 · 4 · 1 24

x1,2 = +5 ± 25 -16 8

x1,2 = +5 ± 9 8

x1 = 5 + 9 8 = 5 +3 8 = 8 8 = 1

x2 = 5 - 9 8 = 5 -3 8 = 2 8 = 0,25

L={ 0,25 ; 1 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-2 x 2 +28x -98 = 0

Lösung einblenden
-2 x 2 +28x -98 = 0 |:2

- x 2 +14x -49 = 0

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

x1,2 = -14 ± 14 2 -4 · ( -1 ) · ( -49 ) 2( -1 )

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!

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

8 x 2 -5x +6 = ( 7x -3 ) ( x +6 ) -39x +20

Lösung einblenden
8 x 2 -5x +6 = ( 7x -3 ) ( x +6 ) -39x +20
8 x 2 -5x +6 = 7 x 2 +39x -18 -39x +20
8 x 2 -5x +6 = 7 x 2 +2 | -7 x 2 -2

x 2 -5x +4 = 0

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

x1,2 = +5 ± ( -5 ) 2 -4 · 1 · 4 21

x1,2 = +5 ± 25 -16 2

x1,2 = +5 ± 9 2

x1 = 5 + 9 2 = 5 +3 2 = 8 2 = 4

x2 = 5 - 9 2 = 5 -3 2 = 2 2 = 1

L={ 1 ; 4 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 +10x +25 .

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 +10x +25 = 0

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

x1,2 = -10 ± 10 2 -4 · 1 · 25 21

x1,2 = -10 ± 100 -100 2

x1,2 = -10 ± 0 2

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

x = -10 2 = -5

L={ -5 }

-5 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( -5 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= -3 x 2 -7x +12
und
g(x)= -4 x 2 + x -4 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

-3 x 2 -7x +12 = -4 x 2 + x -4 | +4 x 2 - x +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!

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 ) = -4 4 2 +4 -4 = -416 +4 -4 = -64 +4 -4 = -64

Der einzige Schnittpunkt ist also S( 4 | -64 ).

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 +2x +4 .

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 +2x +4 | +2 x 2 -2x
x 2 = 4 | 2
x1 = - 4 = -2
x2 = 4 = 2

L={ -2 ; 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( -2 ) = -2 ( -2 ) 2 +2( -2 ) +4 = -24 -4 +4 = -8 -4 +4 = -8

g( 2 ) = -2 2 2 +22 +4 = -24 +4 +4 = -8 +4 +4 = 0

Die Schnittpunkte sind also S1( -2 | -8 ) und S2( 2 |0).