Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 -8x +5 = 0

Lösung einblenden

4 x 2 -8x +5 = 0

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

x1,2 = +8 ± ( -8 ) 2 -4 · 4 · 5 24

x1,2 = +8 ± 64 -80 8

x1,2 = +8 ± ( -16 ) 8

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

L={}

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

21 +2 x 2 = 13x

Lösung einblenden
2 x 2 +21 = 13x | -13x

2 x 2 -13x +21 = 0

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

x1,2 = +13 ± ( -13 ) 2 -4 · 2 · 21 22

x1,2 = +13 ± 169 -168 4

x1,2 = +13 ± 1 4

x1 = 13 + 1 4 = 13 +1 4 = 14 4 = 3,5

x2 = 13 - 1 4 = 13 -1 4 = 12 4 = 3

L={ 3 ; 3,5 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +11x +28 = 0

Lösung einblenden

x 2 +11x +28 = 0

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

x1,2 = -11 ± 11 2 -4 · 1 · 28 21

x1,2 = -11 ± 121 -112 2

x1,2 = -11 ± 9 2

x1 = -11 + 9 2 = -11 +3 2 = -8 2 = -4

x2 = -11 - 9 2 = -11 -3 2 = -14 2 = -7

L={ -7 ; -4 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-4 x 2 -8x +7 = ( -5x -7 ) ( x -5 ) -27x -26

Lösung einblenden
-4 x 2 -8x +7 = ( -5x -7 ) ( x -5 ) -27x -26
-4 x 2 -8x +7 = -5 x 2 +18x +35 -27x -26
-4 x 2 -8x +7 = -5 x 2 -9x +9 | +5 x 2 +9x -9

x 2 + x -2 = 0

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

x1,2 = -1 ± 1 2 -4 · 1 · ( -2 ) 21

x1,2 = -1 ± 1 +8 2

x1,2 = -1 ± 9 2

x1 = -1 + 9 2 = -1 +3 2 = 2 2 = 1

x2 = -1 - 9 2 = -1 -3 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 -20x +100 .

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 -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!

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( 10 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

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

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

Der einzige Schnittpunkt ist also S( -2 | 9 ).

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 -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 = -1 und x2 = 1.

Der faktorisierte Funktionsterm von f ist also f(x)= a · ( x +1 ) · ( 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 +1 ) · ( x -1 ) = x 2 -1 .

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

f(x)=g(x)

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

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 ) -5 = 8 -5 = 3

Der einzige Schnittpunkt ist also S( -2 | 3 ).