Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +2x +1 = 0

Lösung einblenden

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!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

20x + x 2 = -100

Lösung einblenden
x 2 +20x = -100 | +100

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!

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +3x + 9 4 = 0

Lösung einblenden
x 2 +3x + 9 4 = 0 |⋅ 4
4( x 2 +3x + 9 4 ) = 0

4 x 2 +12x +9 = 0

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

x1,2 = -12 ± 12 2 -4 · 4 · 9 24

x1,2 = -12 ± 144 -144 8

x1,2 = -12 ± 0 8

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

x = -12 8 = - 3 2

L={ - 3 2 }

- 3 2 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

8 x 2 -7x +1 = ( 7x -5 ) ( x +7 ) -49x +51

Lösung einblenden
8 x 2 -7x +1 = ( 7x -5 ) ( x +7 ) -49x +51
8 x 2 -7x +1 = 7 x 2 +44x -35 -49x +51
8 x 2 -7x +1 = 7 x 2 -5x +16 | -7 x 2 +5x -16

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 = 10 2 = 5

x2 = 2 - 64 2 = 2 -8 2 = -6 2 = -3

L={ -3 ; 5 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= -2 x 2 -2x +12 .

Lösung einblenden

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

f(x)=0

-2 x 2 -2x +12 = 0 |:2

- x 2 - x +6 = 0

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

x1,2 = +1 ± ( -1 ) 2 -4 · ( -1 ) · 6 2( -1 )

x1,2 = +1 ± 1 +24 -2

x1,2 = +1 ± 25 -2

x1 = 1 + 25 -2 = 1 +5 -2 = 6 -2 = -3

x2 = 1 - 25 -2 = 1 -5 -2 = -4 -2 = 2

L={ -3 ; 2 }

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( -3 |0) und N2( 2 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= -3 x 2 +9x +21
und
g(x)= -4 x 2 - x -4 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

-3 x 2 +9x +21 = -4 x 2 - x -4 | +4 x 2 + x +4

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!

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 ) = -4 ( -5 ) 2 - ( -5 ) -4 = -425 +5 -4 = -100 +5 -4 = -99

Der einzige Schnittpunkt ist also S( -5 | -99 ).

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)= -11x -7 .

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 oben geöffnet ist, gilt also
f(x)= ( x -1 ) · ( x -3 ) = x 2 -4x +3 .

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

f(x)=g(x)

x 2 -4x +3 = -11x -7 | +11x +7

x 2 +7x +10 = 0

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

x1,2 = -7 ± 7 2 -4 · 1 · 10 21

x1,2 = -7 ± 49 -40 2

x1,2 = -7 ± 9 2

x1 = -7 + 9 2 = -7 +3 2 = -4 2 = -2

x2 = -7 - 9 2 = -7 -3 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; -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( -5 ) = -11( -5 ) -7 = 55 -7 = 48

g( -2 ) = -11( -2 ) -7 = 22 -7 = 15

Die Schnittpunkte sind also S1( -5 | 48 ) und S2( -2 | 15 ).