Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

25 x 2 -20x +4 = 0

Lösung einblenden

25 x 2 -20x +4 = 0

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

x1,2 = +20 ± ( -20 ) 2 -4 · 25 · 4 225

x1,2 = +20 ± 400 -400 50

x1,2 = +20 ± 0 50

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

x = 20 50 = 2 5

L={ 2 5 }

2 5 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

45 +5 x 2 = 34x

Lösung einblenden
5 x 2 +45 = 34x | -34x

5 x 2 -34x +45 = 0

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

x1,2 = +34 ± ( -34 ) 2 -4 · 5 · 45 25

x1,2 = +34 ± 1156 -900 10

x1,2 = +34 ± 256 10

x1 = 34 + 256 10 = 34 +16 10 = 50 10 = 5

x2 = 34 - 256 10 = 34 -16 10 = 18 10 = 1,8

L={ 1,8 ; 5 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 -12x +20 = 0

Lösung einblenden

x 2 -12x +20 = 0

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

x1,2 = +12 ± ( -12 ) 2 -4 · 1 · 20 21

x1,2 = +12 ± 144 -80 2

x1,2 = +12 ± 64 2

x1 = 12 + 64 2 = 12 +8 2 = 20 2 = 10

x2 = 12 - 64 2 = 12 -8 2 = 4 2 = 2

L={ 2 ; 10 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

7 x 2 -5x -4 = ( 6x -3 ) ( x -5 ) +21x -29

Lösung einblenden
7 x 2 -5x -4 = ( 6x -3 ) ( x -5 ) +21x -29
7 x 2 -5x -4 = 6 x 2 -33x +15 +21x -29
7 x 2 -5x -4 = 6 x 2 -12x -14 | -6 x 2 +12x +14

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 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 - 5 2 x + 3 2 .

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 - 5 2 x + 3 2 = 0 |⋅ 2
2( x 2 - 5 2 x + 3 2 ) = 0

2 x 2 -5x +3 = 0

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

x1,2 = +5 ± ( -5 ) 2 -4 · 2 · 3 22

x1,2 = +5 ± 25 -24 4

x1,2 = +5 ± 1 4

x1 = 5 + 1 4 = 5 +1 4 = 6 4 = 1,5

x2 = 5 - 1 4 = 5 -1 4 = 4 4 = 1

L={ 1 ; 1,5 }

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( 1,5 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 5 x 2 -8x +24
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)

5 x 2 -8x +24 = 4 x 2 + x +4 | -4 x 2 - x -4

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 }

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 = 72

g( 5 ) = 4 5 2 +5 +4 = 425 +5 +4 = 100 +5 +4 = 109

Die Schnittpunkte sind also S1( 4 | 72 ) und S2( 5 | 109 ).

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)= -10x -18 .

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 = -1 und x2 = 3.

Der faktorisierte Funktionsterm von f ist also f(x)= a · ( x +1 ) · ( x -3 ) .

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 +1 ) · ( x -3 ) = 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 = -10x -18 | +10x +18

x 2 +8x +15 = 0

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

x1,2 = -8 ± 8 2 -4 · 1 · 15 21

x1,2 = -8 ± 64 -60 2

x1,2 = -8 ± 4 2

x1 = -8 + 4 2 = -8 +2 2 = -6 2 = -3

x2 = -8 - 4 2 = -8 -2 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; -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( -5 ) = -10( -5 ) -18 = 50 -18 = 32

g( -3 ) = -10( -3 ) -18 = 30 -18 = 12

Die Schnittpunkte sind also S1( -5 | 32 ) und S2( -3 | 12 ).