Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +6x +8 = 0

Lösung einblenden

x 2 +6x +8 = 0

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

x1,2 = -6 ± 6 2 -4 · 1 · 8 21

x1,2 = -6 ± 36 -32 2

x1,2 = -6 ± 4 2

x1 = -6 + 4 2 = -6 +2 2 = -4 2 = -2

x2 = -6 - 4 2 = -6 -2 2 = -8 2 = -4

L={ -4 ; -2 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 +49 +28x = 0

Lösung einblenden

4 x 2 +28x +49 = 0

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

x1,2 = -28 ± 28 2 -4 · 4 · 49 24

x1,2 = -28 ± 784 -784 8

x1,2 = -28 ± 0 8

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

x = -28 8 = - 7 2

L={ - 7 2 }

- 7 2 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 + 13 2 x - 7 2 = 0

Lösung einblenden
x 2 + 13 2 x - 7 2 = 0 |⋅ 2
2( x 2 + 13 2 x - 7 2 ) = 0

2 x 2 +13x -7 = 0

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

x1,2 = -13 ± 13 2 -4 · 2 · ( -7 ) 22

x1,2 = -13 ± 169 +56 4

x1,2 = -13 ± 225 4

x1 = -13 + 225 4 = -13 +15 4 = 2 4 = 0,5

x2 = -13 - 225 4 = -13 -15 4 = -28 4 = -7

L={ -7 ; 0,5 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

9 x 2 +8x +9 = ( 8x -5 ) ( x +9 ) -64x +54

Lösung einblenden
9 x 2 +8x +9 = ( 8x -5 ) ( x +9 ) -64x +54
9 x 2 +8x +9 = 8 x 2 +67x -45 -64x +54
9 x 2 +8x +9 = 8 x 2 +3x +9 | -9
9 x 2 +8x = 8 x 2 +3x | - ( 8 x 2 +3x )
9 x 2 -8 x 2 +8x -3x = 0
x 2 +5x = 0
x ( x +5 ) = 0

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

1. Fall:

x1 = 0

2. Fall:

x +5 = 0 | -5
x2 = -5

L={ -5 ; 0}

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= -2 x 2 +24x -40 .

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 +24x -40 = 0 |:2

- x 2 +12x -20 = 0

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

x1,2 = -12 ± 12 2 -4 · ( -1 ) · ( -20 ) 2( -1 )

x1,2 = -12 ± 144 -80 -2

x1,2 = -12 ± 64 -2

x1 = -12 + 64 -2 = -12 +8 -2 = -4 -2 = 2

x2 = -12 - 64 -2 = -12 -8 -2 = -20 -2 = 10

L={ 2 ; 10 }

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( 2 |0) und N2( 10 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 3 x 2 +12x +14
und
g(x)= 2 x 2 +4x -2 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

3 x 2 +12x +14 = 2 x 2 +4x -2 | -2 x 2 -4x +2

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 ) = 2 ( -4 ) 2 +4( -4 ) -2 = 216 -16 -2 = 32 -16 -2 = 14

Der einzige Schnittpunkt ist also S( -4 | 14 ).

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 -6x +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 = -4 und x2 = -2.

Der faktorisierte Funktionsterm von f ist also f(x)= a · ( x +4 ) · ( x +2 ) .

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 +4 ) · ( x +2 ) = - x 2 -6x -8 .

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

f(x)=g(x)

- x 2 -6x -8 = -2 x 2 -6x +17 | +8
- x 2 -6x = -2 x 2 -6x +25 | +2 x 2 +6x
x 2 = 25 | 2
x1 = - 25 = -5
x2 = 25 = 5

L={ -5 ; 5 }

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 ) = -2 ( -5 ) 2 -6( -5 ) +17 = -225 +30 +17 = -50 +30 +17 = -3

g( 5 ) = -2 5 2 -65 +17 = -225 -30 +17 = -50 -30 +17 = -63

Die Schnittpunkte sind also S1( -5 | -3 ) und S2( 5 | -63 ).