Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

16 x 2 -48x +36 = 0

Lösung einblenden
16 x 2 -48x +36 = 0 |:4

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 (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x 2 -6x = 36

Lösung einblenden
2 x 2 -6x = 36 | -36
2 x 2 -6x -36 = 0 |:2

x 2 -3x -18 = 0

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

x1,2 = +3 ± ( -3 ) 2 -4 · 1 · ( -18 ) 21

x1,2 = +3 ± 9 +72 2

x1,2 = +3 ± 81 2

x1 = 3 + 81 2 = 3 +9 2 = 12 2 = 6

x2 = 3 - 81 2 = 3 -9 2 = -6 2 = -3

L={ -3 ; 6 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 - 15 2 x - 27 2 = 0

Lösung einblenden
x 2 - 15 2 x - 27 2 = 0 |⋅ 2
2( x 2 - 15 2 x - 27 2 ) = 0

2 x 2 -15x -27 = 0

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

x1,2 = +15 ± ( -15 ) 2 -4 · 2 · ( -27 ) 22

x1,2 = +15 ± 225 +216 4

x1,2 = +15 ± 441 4

x1 = 15 + 441 4 = 15 +21 4 = 36 4 = 9

x2 = 15 - 441 4 = 15 -21 4 = -6 4 = -1,5

L={ -1,5 ; 9 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-4 x 2 -5x -1 = ( -5x -9 ) ( x +3 ) +16x +26

Lösung einblenden
-4 x 2 -5x -1 = ( -5x -9 ) ( x +3 ) +16x +26
-4 x 2 -5x -1 = -5 x 2 -24x -27 +16x +26
-4 x 2 -5x -1 = -5 x 2 -8x -1 | +1
-4 x 2 -5x = -5 x 2 -8x | - ( -5 x 2 -8x )
-4 x 2 +5 x 2 -5x +8x = 0
x 2 +3x = 0
x ( x +3 ) = 0

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

1. Fall:

x1 = 0

2. Fall:

x +3 = 0 | -3
x2 = -3

L={ -3 ; 0}

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 +20x +100 .

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 +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!

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( -10 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 6 x 2 -2x -4
und
g(x)= 5 x 2 -2x -3 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

6 x 2 -2x -4 = 5 x 2 -2x -3 | +4
6 x 2 -2x = 5 x 2 -2x +1 | -5 x 2 +2x
x 2 = 1 | 2
x1 = - 1 = -1
x2 = 1 = 1

L={ -1 ; 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( -1 ) = 5 ( -1 ) 2 -2( -1 ) -3 = 51 +2 -3 = 5 +2 -3 = 4

g( 1 ) = 5 1 2 -21 -3 = 51 -2 -3 = 5 -2 -3 = 0

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

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)= -3x +17 .

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 -2x -3 .

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

f(x)=g(x)

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

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 ) = -3( -5 ) +17 = 15 +17 = 32

g( 4 ) = -34 +17 = -12 +17 = 5

Die Schnittpunkte sind also S1( -5 | 32 ) und S2( 4 | 5 ).