Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +4x +5 = 0

Lösung einblenden

x 2 +4x +5 = 0

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

x1,2 = -4 ± 4 2 -4 · 1 · 5 21

x1,2 = -4 ± 16 -20 2

x1,2 = -4 ± ( -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:

-8x + x 2 +16 = 0

Lösung einblenden

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!

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x 2 +24x +70 = 0

Lösung einblenden
2 x 2 +24x +70 = 0 |:2

x 2 +12x +35 = 0

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

x1,2 = -12 ± 12 2 -4 · 1 · 35 21

x1,2 = -12 ± 144 -140 2

x1,2 = -12 ± 4 2

x1 = -12 + 4 2 = -12 +2 2 = -10 2 = -5

x2 = -12 - 4 2 = -12 -2 2 = -14 2 = -7

L={ -7 ; -5 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

8x -8 = ( -x +1 ) ( x +1 ) +2x -17

Lösung einblenden
8x -8 = ( -x +1 ) ( x +1 ) +2x -17
8x -8 = - x 2 +1 +2x -17
8x -8 = - x 2 +2x -16 | + x 2 -2x +16

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 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= -3 x 2 +57x -270 .

Lösung einblenden

Um die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) zu berechnen muss man einfach die Funktion gleich Null setzen, also

f(x)=0

-3 x 2 +57x -270 = 0 |:3

- x 2 +19x -90 = 0

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

x1,2 = -19 ± 19 2 -4 · ( -1 ) · ( -90 ) 2( -1 )

x1,2 = -19 ± 361 -360 -2

x1,2 = -19 ± 1 -2

x1 = -19 + 1 -2 = -19 +1 -2 = -18 -2 = 9

x2 = -19 - 1 -2 = -19 -1 -2 = -20 -2 = 10

L={ 9 ; 10 }

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( 9 |0) und N2( 10 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= -4 x 2 +5x -17
und
g(x)= -5 x 2 +4x +3 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

-4 x 2 +5x -17 = -5 x 2 +4x +3 | +5 x 2 -4x -3

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 }

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 ) = -5 ( -5 ) 2 +4( -5 ) +3 = -525 -20 +3 = -125 -20 +3 = -142

g( 4 ) = -5 4 2 +44 +3 = -516 +16 +3 = -80 +16 +3 = -61

Die Schnittpunkte sind also S1( -5 | -142 ) und S2( 4 | -61 ).

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 +9x -9 .

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 = 3.

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

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 -3 ) = - 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 = -2 x 2 +9x -9 | +2 x 2 -9x +9

x 2 -7x +12 = 0

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

x1,2 = +7 ± ( -7 ) 2 -4 · 1 · 12 21

x1,2 = +7 ± 49 -48 2

x1,2 = +7 ± 1 2

x1 = 7 + 1 2 = 7 +1 2 = 8 2 = 4

x2 = 7 - 1 2 = 7 -1 2 = 6 2 = 3

L={ 3 ; 4 }

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 +93 -9 = -29 +27 -9 = -18 +27 -9 = 0

g( 4 ) = -2 4 2 +94 -9 = -216 +36 -9 = -32 +36 -9 = -5

Die Schnittpunkte sind also S1( 3 |0) und S2( 4 | -5 ).