Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 -32x +65 = 0

Lösung einblenden

4 x 2 -32x +65 = 0

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

x1,2 = +32 ± ( -32 ) 2 -4 · 4 · 65 24

x1,2 = +32 ± 1024 -1040 8

x1,2 = +32 ± ( -16 ) 8

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

L={}

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-70 -4x = -2 x 2

Lösung einblenden
-4x -70 = -2 x 2 | +2 x 2
2 x 2 -4x -70 = 0 |:2

x 2 -2x -35 = 0

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

x1,2 = +2 ± ( -2 ) 2 -4 · 1 · ( -35 ) 21

x1,2 = +2 ± 4 +140 2

x1,2 = +2 ± 144 2

x1 = 2 + 144 2 = 2 +12 2 = 14 2 = 7

x2 = 2 - 144 2 = 2 -12 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; 7 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 + 2 5 x + 26 25 = 0

Lösung einblenden
x 2 + 2 5 x + 26 25 = 0 |⋅ 25
25( x 2 + 2 5 x + 26 25 ) = 0

25 x 2 +10x +26 = 0

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

x1,2 = -10 ± 10 2 -4 · 25 · 26 225

x1,2 = -10 ± 100 -2600 50

x1,2 = -10 ± ( -2500 ) 50

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

L={}

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

10 x 2 +4x +2 = ( 9x -8 ) ( x -7 ) +77x -54

Lösung einblenden
10 x 2 +4x +2 = ( 9x -8 ) ( x -7 ) +77x -54
10 x 2 +4x +2 = 9 x 2 -71x +56 +77x -54
10 x 2 +4x +2 = 9 x 2 +6x +2 | -2
10 x 2 +4x = 9 x 2 +6x | - ( 9 x 2 +6x )
10 x 2 -9 x 2 +4x -6x = 0
x 2 -2x = 0
x ( x -2 ) = 0

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

1. Fall:

x1 = 0

2. Fall:

x -2 = 0 | +2
x2 = 2

L={0; 2 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= - x 2 -18x -81 .

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 -18x -81 = 0

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

x1,2 = +18 ± ( -18 ) 2 -4 · ( -1 ) · ( -81 ) 2( -1 )

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!

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( -9 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 6 x 2 +2x +14
und
g(x)= 5 x 2 -5x +4 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

6 x 2 +2x +14 = 5 x 2 -5x +4 | -5 x 2 +5x -4

x 2 +7x +10 = 0

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

x1,2 = -7 ± 7 2 -4 · 1 · 10 21

x1,2 = -7 ± 49 -40 2

x1,2 = -7 ± 9 2

x1 = -7 + 9 2 = -7 +3 2 = -4 2 = -2

x2 = -7 - 9 2 = -7 -3 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; -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( -5 ) = 5 ( -5 ) 2 -5( -5 ) +4 = 525 +25 +4 = 125 +25 +4 = 154

g( -2 ) = 5 ( -2 ) 2 -5( -2 ) +4 = 54 +10 +4 = 20 +10 +4 = 34

Die Schnittpunkte sind also S1( -5 | 154 ) und S2( -2 | 34 ).

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)= 8x -8 .

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 = -2 und x2 = 0.

Der faktorisierte Funktionsterm von f ist also f(x)= a · ( x +2 ) · ( x +0 ) .

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 +2 ) · ( x +0 ) = x 2 +2x .

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

f(x)=g(x)

x 2 +2x = 8x -8 | -8x +8

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 = 8 2 = 4

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

L={ 2 ; 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( 2 ) = 82 -8 = 16 -8 = 8

g( 4 ) = 84 -8 = 32 -8 = 24

Die Schnittpunkte sind also S1( 2 | 8 ) und S2( 4 | 24 ).