Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x 2 +19x +45 = 0

Lösung einblenden

2 x 2 +19x +45 = 0

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

x1,2 = -19 ± 19 2 -4 · 2 · 45 22

x1,2 = -19 ± 361 -360 4

x1,2 = -19 ± 1 4

x1 = -19 + 1 4 = -19 +1 4 = -18 4 = -4,5

x2 = -19 - 1 4 = -19 -1 4 = -20 4 = -5

L={ -5 ; -4,5 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +81 = -18x

Lösung einblenden
x 2 +81 = -18x | +18x

x 2 +18x +81 = 0

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

x1,2 = -18 ± 18 2 -4 · 1 · 81 21

x1,2 = -18 ± 324 -324 2

x1,2 = -18 ± 0 2

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

x = -18 2 = -9

L={ -9 }

-9 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

- x 2 -16x -65 = 0

Lösung einblenden

- x 2 -16x -65 = 0

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

x1,2 = +16 ± ( -16 ) 2 -4 · ( -1 ) · ( -65 ) 2( -1 )

x1,2 = +16 ± 256 -260 -2

x1,2 = +16 ± ( -4 ) -2

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

L={}

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

- x 2 +9x -7 = ( -2x -3 ) ( x +2 ) +6x -26

Lösung einblenden
- x 2 +9x -7 = ( -2x -3 ) ( x +2 ) +6x -26
- x 2 +9x -7 = -2 x 2 -7x -6 +6x -26
- x 2 +9x -7 = -2 x 2 - x -32 | +2 x 2 + x +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 -14x +49 .

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 -14x +49 = 0

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

x1,2 = +14 ± ( -14 ) 2 -4 · 1 · 49 21

x1,2 = +14 ± 196 -196 2

x1,2 = +14 ± 0 2

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

x = 14 2 = 7

L={ 7 }

7 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( 7 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 4 x 2 + x +11
und
g(x)= 3 x 2 -4x +5 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

4 x 2 + x +11 = 3 x 2 -4x +5 | -3 x 2 +4x -5

x 2 +5x +6 = 0

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

x1,2 = -5 ± 5 2 -4 · 1 · 6 21

x1,2 = -5 ± 25 -24 2

x1,2 = -5 ± 1 2

x1 = -5 + 1 2 = -5 +1 2 = -4 2 = -2

x2 = -5 - 1 2 = -5 -1 2 = -6 2 = -3

L={ -3 ; -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( -3 ) = 3 ( -3 ) 2 -4( -3 ) +5 = 39 +12 +5 = 27 +12 +5 = 44

g( -2 ) = 3 ( -2 ) 2 -4( -2 ) +5 = 34 +8 +5 = 12 +8 +5 = 25

Die Schnittpunkte sind also S1( -3 | 44 ) und S2( -2 | 25 ).

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 +5x +2 .

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 = 0 und x2 = 4.

Der faktorisierte Funktionsterm von f ist also f(x)= a · ( x +0 ) · ( x -4 ) .

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 +0 ) · ( x -4 ) = - x 2 +4x .

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

f(x)=g(x)

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

x 2 - x -2 = 0

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

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

x1,2 = +1 ± 1 +8 2

x1,2 = +1 ± 9 2

x1 = 1 + 9 2 = 1 +3 2 = 4 2 = 2

x2 = 1 - 9 2 = 1 -3 2 = -2 2 = -1

L={ -1 ; 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( -1 ) = -2 ( -1 ) 2 +5( -1 ) +2 = -21 -5 +2 = -2 -5 +2 = -5

g( 2 ) = -2 2 2 +52 +2 = -24 +10 +2 = -8 +10 +2 = 4

Die Schnittpunkte sind also S1( -1 | -5 ) und S2( 2 | 4 ).