Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x 2 -2x -60 = 0

Lösung einblenden
2 x 2 -2x -60 = 0 |:2

x 2 - x -30 = 0

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

x1,2 = +1 ± ( -1 ) 2 -4 · 1 · ( -30 ) 21

x1,2 = +1 ± 1 +120 2

x1,2 = +1 ± 121 2

x1 = 1 + 121 2 = 1 +11 2 = 12 2 = 6

x2 = 1 - 121 2 = 1 -11 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; 6 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x 2 -90 = 8x

Lösung einblenden
2 x 2 -90 = 8x | -8x
2 x 2 -8x -90 = 0 |:2

x 2 -4x -45 = 0

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

x1,2 = +4 ± ( -4 ) 2 -4 · 1 · ( -45 ) 21

x1,2 = +4 ± 16 +180 2

x1,2 = +4 ± 196 2

x1 = 4 + 196 2 = 4 +14 2 = 18 2 = 9

x2 = 4 - 196 2 = 4 -14 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; 9 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 - 18 5 x + 9 5 = 0

Lösung einblenden
x 2 - 18 5 x + 9 5 = 0 |⋅ 5
5( x 2 - 18 5 x + 9 5 ) = 0

5 x 2 -18x +9 = 0

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

x1,2 = +18 ± ( -18 ) 2 -4 · 5 · 9 25

x1,2 = +18 ± 324 -180 10

x1,2 = +18 ± 144 10

x1 = 18 + 144 10 = 18 +12 10 = 30 10 = 3

x2 = 18 - 144 10 = 18 -12 10 = 6 10 = 0,6

L={ 0,6 ; 3 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 -9x +8 = ( 3x +2 ) ( x +8 ) -32x -4

Lösung einblenden
4 x 2 -9x +8 = ( 3x +2 ) ( x +8 ) -32x -4
4 x 2 -9x +8 = 3 x 2 +26x +16 -32x -4
4 x 2 -9x +8 = 3 x 2 -6x +12 | -3 x 2 +6x -12

x 2 -3x -4 = 0

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

x1,2 = +3 ± ( -3 ) 2 -4 · 1 · ( -4 ) 21

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={ -1 ; 4 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= -2 x 2 -20x -50 .

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 -20x -50 = 0 |:2

- x 2 -10x -25 = 0

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

x1,2 = +10 ± ( -10 ) 2 -4 · ( -1 ) · ( -25 ) 2( -1 )

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 +2
und
g(x)= -4 x 2 -4x -2 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

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

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!

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 ) = -4 ( -2 ) 2 -4( -2 ) -2 = -44 +8 -2 = -16 +8 -2 = -10

Der einzige Schnittpunkt ist also S( -2 | -10 ).

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)= 6x +5 .

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 = 6x +5 | -6x -5

x 2 -4x -5 = 0

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

x1,2 = +4 ± ( -4 ) 2 -4 · 1 · ( -5 ) 21

x1,2 = +4 ± 16 +20 2

x1,2 = +4 ± 36 2

x1 = 4 + 36 2 = 4 +6 2 = 10 2 = 5

x2 = 4 - 36 2 = 4 -6 2 = -2 2 = -1

L={ -1 ; 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( -1 ) = 6( -1 ) +5 = -6 +5 = -1

g( 5 ) = 65 +5 = 30 +5 = 35

Die Schnittpunkte sind also S1( -1 | -1 ) und S2( 5 | 35 ).