Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +8x +17 = 0

Lösung einblenden

x 2 +8x +17 = 0

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

x1,2 = -8 ± 8 2 -4 · 1 · 17 21

x1,2 = -8 ± 64 -68 2

x1,2 = -8 ± ( -4 ) 2

Da die Diskriminante (Zahl unter der Wurzel) negativ ist, hat die quadratische Gleichung keine Lösung!

L={}

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

100 + x 2 +20x = 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 (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 - 5 2 x +1 = 0

Lösung einblenden
x 2 - 5 2 x +1 = 0 |⋅ 2
2( x 2 - 5 2 x +1 ) = 0

2 x 2 -5x +2 = 0

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

x1,2 = +5 ± ( -5 ) 2 -4 · 2 · 2 22

x1,2 = +5 ± 25 -16 4

x1,2 = +5 ± 9 4

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

x2 = 5 - 9 4 = 5 -3 4 = 2 4 = 0,5

L={ 0,5 ; 2 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

5 x 2 +7x -7 = ( 4x +9 ) ( x -5 ) +17x +58

Lösung einblenden
5 x 2 +7x -7 = ( 4x +9 ) ( x -5 ) +17x +58
5 x 2 +7x -7 = 4 x 2 -11x -45 +17x +58
5 x 2 +7x -7 = 4 x 2 +6x +13 | -4 x 2 -6x -13

x 2 + x -20 = 0

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

x1,2 = -1 ± 1 2 -4 · 1 · ( -20 ) 21

x1,2 = -1 ± 1 +80 2

x1,2 = -1 ± 81 2

x1 = -1 + 81 2 = -1 +9 2 = 8 2 = 4

x2 = -1 - 81 2 = -1 -9 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)= x 2 +2x -8 .

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 +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 = 4 2 = 2

x2 = -2 - 36 2 = -2 -6 2 = -8 2 = -4

L={ -4 ; 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( -4 |0) und N2( 2 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= - x 2 +8x +4
und
g(x)= -2 x 2 +4x +1 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

- x 2 +8x +4 = -2 x 2 +4x +1 | +2 x 2 -4x -1

x 2 +4x +3 = 0

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

x1,2 = -4 ± 4 2 -4 · 1 · 3 21

x1,2 = -4 ± 16 -12 2

x1,2 = -4 ± 4 2

x1 = -4 + 4 2 = -4 +2 2 = -2 2 = -1

x2 = -4 - 4 2 = -4 -2 2 = -6 2 = -3

L={ -3 ; -1 }

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 +4( -3 ) +1 = -29 -12 +1 = -18 -12 +1 = -29

g( -1 ) = -2 ( -1 ) 2 +4( -1 ) +1 = -21 -4 +1 = -2 -4 +1 = -5

Die Schnittpunkte sind also S1( -3 | -29 ) und S2( -1 | -5 ).

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)= 4x +15 .

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 = 4x +15 | -4x -15

x 2 -2x -15 = 0

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

x1,2 = +2 ± ( -2 ) 2 -4 · 1 · ( -15 ) 21

x1,2 = +2 ± 4 +60 2

x1,2 = +2 ± 64 2

x1 = 2 + 64 2 = 2 +8 2 = 10 2 = 5

x2 = 2 - 64 2 = 2 -8 2 = -6 2 = -3

L={ -3 ; 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( -3 ) = 4( -3 ) +15 = -12 +15 = 3

g( 5 ) = 45 +15 = 20 +15 = 35

Die Schnittpunkte sind also S1( -3 | 3 ) und S2( 5 | 35 ).