Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

5 x 2 -34x +45 = 0

Lösung einblenden

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 (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-5x +4 x 2 = -1

Lösung einblenden
4 x 2 -5x = -1 | +1

4 x 2 -5x +1 = 0

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

x1,2 = +5 ± ( -5 ) 2 -4 · 4 · 1 24

x1,2 = +5 ± 25 -16 8

x1,2 = +5 ± 9 8

x1 = 5 + 9 8 = 5 +3 8 = 8 8 = 1

x2 = 5 - 9 8 = 5 -3 8 = 2 8 = 0,25

L={ 0,25 ; 1 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-3 x 2 +48x -195 = 0

Lösung einblenden
-3 x 2 +48x -195 = 0 |:3

- x 2 +16x -65 = 0

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

x1,2 = -16 ± 16 2 -4 · ( -1 ) · ( -65 ) 2( -1 )

x1,2 = -16 ± 256 -260 -2

x1,2 = -16 ± ( -4 ) -2

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

L={}

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-5 x 2 +4x -7 = ( -6x +2 ) ( x +9 ) +58x -25

Lösung einblenden
-5 x 2 +4x -7 = ( -6x +2 ) ( x +9 ) +58x -25
-5 x 2 +4x -7 = -6 x 2 -52x +18 +58x -25
-5 x 2 +4x -7 = -6 x 2 +6x -7 | +7
-5 x 2 +4x = -6 x 2 +6x | - ( -6 x 2 +6x )
-5 x 2 +6 x 2 +4x -6x = 0
x 2 -2x = 0
x ( x -2 ) = 0

Ein Produkt ist genau dann =0, wenn mindestens einer der beiden Faktoren =0 ist.

1. Fall:

x1 = 0

2. Fall:

x -2 = 0 | +2
x2 = 2

L={0; 2 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 - 9 2 x + 7 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 - 9 2 x + 7 2 = 0 |⋅ 2
2( x 2 - 9 2 x + 7 2 ) = 0

2 x 2 -9x +7 = 0

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

x1,2 = +9 ± ( -9 ) 2 -4 · 2 · 7 22

x1,2 = +9 ± 81 -56 4

x1,2 = +9 ± 25 4

x1 = 9 + 25 4 = 9 +5 4 = 14 4 = 3,5

x2 = 9 - 25 4 = 9 -5 4 = 4 4 = 1

L={ 1 ; 3,5 }

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( 3,5 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 4 x 2 -3x -4
und
g(x)= 3 x 2 -5x -5 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

4 x 2 -3x -4 = 3 x 2 -5x -5 | -3 x 2 +5x +5

x 2 +2x +1 = 0

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

x1,2 = -2 ± 2 2 -4 · 1 · 1 21

x1,2 = -2 ± 4 -4 2

x1,2 = -2 ± 0 2

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

x = -2 2 = -1

L={ -1 }

-1 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( -1 ) = 3 ( -1 ) 2 -5( -1 ) -5 = 31 +5 -5 = 3 +5 -5 = 3

Der einzige Schnittpunkt ist also S( -1 | 3 ).

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)= -2 x 2 -3x +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 unten 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 = -2 x 2 -3x +5 | +2 x 2 +3x -5

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 = 2 2 = 1

x2 = -3 - 25 2 = -3 -5 2 = -8 2 = -4

L={ -4 ; 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( -4 ) = -2 ( -4 ) 2 -3( -4 ) +5 = -216 +12 +5 = -32 +12 +5 = -15

g( 1 ) = -2 1 2 -31 +5 = -21 -3 +5 = -2 -3 +5 = 0

Die Schnittpunkte sind also S1( -4 | -15 ) und S2( 1 |0).