Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +2x +1 = 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 (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

6 -7x + x 2 = 0

Lösung einblenden

x 2 -7x +6 = 0

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

x1,2 = +7 ± ( -7 ) 2 -4 · 1 · 6 21

x1,2 = +7 ± 49 -24 2

x1,2 = +7 ± 25 2

x1 = 7 + 25 2 = 7 +5 2 = 12 2 = 6

x2 = 7 - 25 2 = 7 -5 2 = 2 2 = 1

L={ 1 ; 6 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-2 x 2 -6x +8 = 0

Lösung einblenden
-2 x 2 -6x +8 = 0 |:2

- x 2 -3x +4 = 0

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

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

x1,2 = +3 ± 9 +16 -2

x1,2 = +3 ± 25 -2

x1 = 3 + 25 -2 = 3 +5 -2 = 8 -2 = -4

x2 = 3 - 25 -2 = 3 -5 -2 = -2 -2 = 1

L={ -4 ; 1 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

10 x 2 -7x -6 = ( 9x +7 ) ( x +8 ) -95x -82

Lösung einblenden
10 x 2 -7x -6 = ( 9x +7 ) ( x +8 ) -95x -82
10 x 2 -7x -6 = 9 x 2 +79x +56 -95x -82
10 x 2 -7x -6 = 9 x 2 -16x -26 | -9 x 2 +16x +26

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 = -8 2 = -4

x2 = -9 - 1 2 = -9 -1 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; -4 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= -3 x 2 +9x -6 .

Lösung einblenden

Um die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) zu berechnen muss man einfach die Funktion gleich Null setzen, also

f(x)=0

-3 x 2 +9x -6 = 0 |:3

- x 2 +3x -2 = 0

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

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

x1,2 = -3 ± 9 -8 -2

x1,2 = -3 ± 1 -2

x1 = -3 + 1 -2 = -3 +1 -2 = -2 -2 = 1

x2 = -3 - 1 -2 = -3 -1 -2 = -4 -2 = 2

L={ 1 ; 2 }

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( 1 |0) und N2( 2 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= -3 x 2 +3x
und
g(x)= -4 x 2 +5x -1 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

-3 x 2 +3x = -4 x 2 +5x -1 | +4 x 2 -5x +1

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!

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 ) = -4 1 2 +51 -1 = -41 +5 -1 = -4 +5 -1 = 0

Der einzige Schnittpunkt ist also S( 1 |0).

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)= -x -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 = -4 und x2 = -2.

Der faktorisierte Funktionsterm von f ist also f(x)= a · ( x +4 ) · ( x +2 ) .

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 +4 ) · ( x +2 ) = x 2 +6x +8 .

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

f(x)=g(x)

x 2 +6x +8 = -x -4 | + x +4

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 ) = -( -4 ) -4 = 4 -4 = 0

g( -3 ) = -( -3 ) -4 = 3 -4 = -1

Die Schnittpunkte sind also S1( -4 |0) und S2( -3 | -1 ).