Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x 2 -7x -72 = 0

Lösung einblenden

2 x 2 -7x -72 = 0

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

x1,2 = +7 ± ( -7 ) 2 -4 · 2 · ( -72 ) 22

x1,2 = +7 ± 49 +576 4

x1,2 = +7 ± 625 4

x1 = 7 + 625 4 = 7 +25 4 = 32 4 = 8

x2 = 7 - 625 4 = 7 -25 4 = -18 4 = -4,5

L={ -4,5 ; 8 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-18x -20 = -2 x 2

Lösung einblenden
-18x -20 = -2 x 2 | +2 x 2
2 x 2 -18x -20 = 0 |:2

x 2 -9x -10 = 0

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

x1,2 = +9 ± ( -9 ) 2 -4 · 1 · ( -10 ) 21

x1,2 = +9 ± 81 +40 2

x1,2 = +9 ± 121 2

x1 = 9 + 121 2 = 9 +11 2 = 20 2 = 10

x2 = 9 - 121 2 = 9 -11 2 = -2 2 = -1

L={ -1 ; 10 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 - 1 2 x + 1 16 = 0

Lösung einblenden
x 2 - 1 2 x + 1 16 = 0 |⋅ 16
16( x 2 - 1 2 x + 1 16 ) = 0

16 x 2 -8x +1 = 0

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

x1,2 = +8 ± ( -8 ) 2 -4 · 16 · 1 216

x1,2 = +8 ± 64 -64 32

x1,2 = +8 ± 0 32

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

x = 8 32 = 1 4

L={ 1 4 }

1 4 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

8 x 2 +9x -7 = ( 7x +7 ) ( x -7 ) +61x +17

Lösung einblenden
8 x 2 +9x -7 = ( 7x +7 ) ( x -7 ) +61x +17
8 x 2 +9x -7 = 7 x 2 -42x -49 +61x +17
8 x 2 +9x -7 = 7 x 2 +19x -32 | -7 x 2 -19x +32

x 2 -10x +25 = 0

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

x1,2 = +10 ± ( -10 ) 2 -4 · 1 · 25 21

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!

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 +8x +16 .

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 +8x +16 = 0

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

x1,2 = -8 ± 8 2 -4 · 1 · 16 21

x1,2 = -8 ± 64 -64 2

x1,2 = -8 ± 0 2

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

x = -8 2 = -4

L={ -4 }

-4 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( -4 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

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

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 ) = -2 1 2 +31 +1 = -21 +3 +1 = -2 +3 +1 = 2

Der einzige Schnittpunkt ist also S( 1 | 2 ).

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)= -2x +14 .

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 = -2x +14 | +2x -14

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 = 6 2 = 3

x2 = -2 - 64 2 = -2 -8 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; 3 }

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( -5 ) = -2( -5 ) +14 = 10 +14 = 24

g( 3 ) = -23 +14 = -6 +14 = 8

Die Schnittpunkte sind also S1( -5 | 24 ) und S2( 3 | 8 ).