Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

25 x 2 +30x +9 = 0

Lösung einblenden

25 x 2 +30x +9 = 0

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

x1,2 = -30 ± 30 2 -4 · 25 · 9 225

x1,2 = -30 ± 900 -900 50

x1,2 = -30 ± 0 50

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

x = -30 50 = - 3 5

L={ - 3 5 }

- 3 5 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +50 +14x = 0

Lösung einblenden

x 2 +14x +50 = 0

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

x1,2 = -14 ± 14 2 -4 · 1 · 50 21

x1,2 = -14 ± 196 -200 2

x1,2 = -14 ± ( -4 ) 2

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

L={}

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +10x +24 = 0

Lösung einblenden

x 2 +10x +24 = 0

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

x1,2 = -10 ± 10 2 -4 · 1 · 24 21

x1,2 = -10 ± 100 -96 2

x1,2 = -10 ± 4 2

x1 = -10 + 4 2 = -10 +2 2 = -8 2 = -4

x2 = -10 - 4 2 = -10 -2 2 = -12 2 = -6

L={ -6 ; -4 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

9x +4 = ( -x -4 ) ( x -7 ) +3x -24

Lösung einblenden
9x +4 = ( -x -4 ) ( x -7 ) +3x -24
9x +4 = - x 2 +3x +28 +3x -24
9x +4 = - x 2 +6x +4 | -4
9x = - x 2 +6x | - ( - x 2 +6x )
x 2 +9x -6x = 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)= 3 x 2 -3x -90 .

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 -3x -90 = 0 |:3

x 2 - x -30 = 0

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

x1,2 = +1 ± ( -1 ) 2 -4 · 1 · ( -30 ) 21

x1,2 = +1 ± 1 +120 2

x1,2 = +1 ± 121 2

x1 = 1 + 121 2 = 1 +11 2 = 12 2 = 6

x2 = 1 - 121 2 = 1 -11 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; 6 }

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( -5 |0) und N2( 6 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 6 x 2 -5x +21
und
g(x)= 5 x 2 +3x +4 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

6 x 2 -5x +21 = 5 x 2 +3x +4 | -5 x 2 -3x -4

x 2 -8x +17 = 0

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

x1,2 = +8 ± ( -8 ) 2 -4 · 1 · 17 21

x1,2 = +8 ± 64 -68 2

x1,2 = +8 ± ( -4 ) 2

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

L={}

Um die y-Werte der Schnittpunkte zu erhalten, setzt man die x-Werte in eine der beiden (oder zur Probe in beide) Funktionen ein:

Es gibt also keine Schnittpunkte.

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 -2x -4 .

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 -2x -4 | +2 x 2 +2x +4

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!

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 -21 -4 = -21 -2 -4 = -2 -2 -4 = -8

Der einzige Schnittpunkt ist also S( 1 | -8 ).