Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x 2 -17x +8 = 0

Lösung einblenden

2 x 2 -17x +8 = 0

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

x1,2 = +17 ± ( -17 ) 2 -4 · 2 · 8 22

x1,2 = +17 ± 289 -64 4

x1,2 = +17 ± 225 4

x1 = 17 + 225 4 = 17 +15 4 = 32 4 = 8

x2 = 17 - 225 4 = 17 -15 4 = 2 4 = 0,5

L={ 0,5 ; 8 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-36x +4 x 2 +81 = 0

Lösung einblenden

4 x 2 -36x +81 = 0

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

x1,2 = +36 ± ( -36 ) 2 -4 · 4 · 81 24

x1,2 = +36 ± 1296 -1296 8

x1,2 = +36 ± 0 8

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

x = 36 8 = 9 2

L={ 9 2 }

9 2 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 + 16 5 x + 89 25 = 0

Lösung einblenden
x 2 + 16 5 x + 89 25 = 0 |⋅ 25
25( x 2 + 16 5 x + 89 25 ) = 0

25 x 2 +80x +89 = 0

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

x1,2 = -80 ± 80 2 -4 · 25 · 89 225

x1,2 = -80 ± 6400 -8900 50

x1,2 = -80 ± ( -2500 ) 50

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

L={}

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-7 x 2 +7x +2 = ( -8x +1 ) ( x -5 ) -37x +5

Lösung einblenden
-7 x 2 +7x +2 = ( -8x +1 ) ( x -5 ) -37x +5
-7 x 2 +7x +2 = -8 x 2 +41x -5 -37x +5
-7 x 2 +7x +2 = -8 x 2 +4x | +8 x 2 -4x

x 2 +3x +2 = 0

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

x1,2 = -3 ± 3 2 -4 · 1 · 2 21

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={ -2 ; -1 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 -16x +64 .

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 -16x +64 = 0

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

x1,2 = +16 ± ( -16 ) 2 -4 · 1 · 64 21

x1,2 = +16 ± 256 -256 2

x1,2 = +16 ± 0 2

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

x = 16 2 = 8

L={ 8 }

8 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( 8 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)=0
und
g(x)= - x 2 +4x -4 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

0 = - x 2 +4x -4 | + x 2 -4x +4

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 ) = - 2 2 +42 -4 = -4 +8 -4 = 0

Der einzige Schnittpunkt ist also S( 2 |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)= -4x -11 .

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 = -3 und x2 = 1.

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

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 +3 ) · ( x -1 ) = 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 = -4x -11 | +4x +11

x 2 +6x +8 = 0

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

x1,2 = -6 ± 6 2 -4 · 1 · 8 21

x1,2 = -6 ± 36 -32 2

x1,2 = -6 ± 4 2

x1 = -6 + 4 2 = -6 +2 2 = -4 2 = -2

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

L={ -4 ; -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( -4 ) = -4( -4 ) -11 = 16 -11 = 5

g( -2 ) = -4( -2 ) -11 = 8 -11 = -3

Die Schnittpunkte sind also S1( -4 | 5 ) und S2( -2 | -3 ).