Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 -9x +8 = 0

Lösung einblenden

x 2 -9x +8 = 0

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

x1,2 = +9 ± ( -9 ) 2 -4 · 1 · 8 21

x1,2 = +9 ± 81 -32 2

x1,2 = +9 ± 49 2

x1 = 9 + 49 2 = 9 +7 2 = 16 2 = 8

x2 = 9 - 49 2 = 9 -7 2 = 2 2 = 1

L={ 1 ; 8 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-10x +2 +25 x 2 = 0

Lösung einblenden

25 x 2 -10x +2 = 0

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

x1,2 = +10 ± ( -10 ) 2 -4 · 25 · 2 225

x1,2 = +10 ± 100 -200 50

x1,2 = +10 ± ( -100 ) 50

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

L={}

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x 2 -18x +36 = 0

Lösung einblenden
2 x 2 -18x +36 = 0 |:2

x 2 -9x +18 = 0

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

x1,2 = +9 ± ( -9 ) 2 -4 · 1 · 18 21

x1,2 = +9 ± 81 -72 2

x1,2 = +9 ± 9 2

x1 = 9 + 9 2 = 9 +3 2 = 12 2 = 6

x2 = 9 - 9 2 = 9 -3 2 = 6 2 = 3

L={ 3 ; 6 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3x +1 = ( -x -5 ) ( x -7 ) +2x -34

Lösung einblenden
3x +1 = ( -x -5 ) ( x -7 ) +2x -34
3x +1 = - x 2 +2x +35 +2x -34
3x +1 = - x 2 +4x +1 | -1
3x = - x 2 +4x | - ( - x 2 +4x )
x 2 +3x -4x = 0
x 2 - x = 0
x ( x -1 ) = 0

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

1. Fall:

x1 = 0

2. Fall:

x -1 = 0 | +1
x2 = 1

L={0; 1 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 - 17 2 x + 21 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 - 17 2 x + 21 2 = 0 |⋅ 2
2( x 2 - 17 2 x + 21 2 ) = 0

2 x 2 -17x +21 = 0

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

x1,2 = +17 ± ( -17 ) 2 -4 · 2 · 21 22

x1,2 = +17 ± 289 -168 4

x1,2 = +17 ± 121 4

x1 = 17 + 121 4 = 17 +11 4 = 28 4 = 7

x2 = 17 - 121 4 = 17 -11 4 = 6 4 = 1,5

L={ 1,5 ; 7 }

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( 1,5 |0) und N2( 7 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= -2 x 2 -11x +15
und
g(x)= -3 x 2 -3x -1 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

-2 x 2 -11x +15 = -3 x 2 -3x -1 | +3 x 2 +3x +1

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!

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 ) = -3 4 2 -34 -1 = -316 -12 -1 = -48 -12 -1 = -61

Der einzige Schnittpunkt ist also S( 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 -4x +13 .

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 = -3 und x2 = -1.

Der faktorisierte Funktionsterm von f ist also f(x)= a · ( x +3 ) · ( 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 +3 ) · ( x +1 ) = - 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 = -2 x 2 -4x +13 | +3
- x 2 -4x = -2 x 2 -4x +16 | +2 x 2 +4x
x 2 = 16 | 2
x1 = - 16 = -4
x2 = 16 = 4

L={ -4 ; 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( -4 ) = -2 ( -4 ) 2 -4( -4 ) +13 = -216 +16 +13 = -32 +16 +13 = -3

g( 4 ) = -2 4 2 -44 +13 = -216 -16 +13 = -32 -16 +13 = -35

Die Schnittpunkte sind also S1( -4 | -3 ) und S2( 4 | -35 ).