Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 -4x +1 = 0

Lösung einblenden

4 x 2 -4x +1 = 0

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

x1,2 = +4 ± ( -4 ) 2 -4 · 4 · 1 24

x1,2 = +4 ± 16 -16 8

x1,2 = +4 ± 0 8

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

x = 4 8 = 1 2

L={ 1 2 }

1 2 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 -72 = 28x

Lösung einblenden
4 x 2 -72 = 28x | -28x
4 x 2 -28x -72 = 0 |:4

x 2 -7x -18 = 0

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

x1,2 = +7 ± ( -7 ) 2 -4 · 1 · ( -18 ) 21

x1,2 = +7 ± 49 +72 2

x1,2 = +7 ± 121 2

x1 = 7 + 121 2 = 7 +11 2 = 18 2 = 9

x2 = 7 - 121 2 = 7 -11 2 = -4 2 = -2

L={ -2 ; 9 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-2 x 2 +8x -8 = 0

Lösung einblenden
-2 x 2 +8x -8 = 0 |:2

- x 2 +4x -4 = 0

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

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

x1,2 = -4 ± 16 -16 -2

x1,2 = -4 ± 0 -2

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

x = -4 -2 = 2

L={ 2 }

2 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-7 x 2 -7x -8 = ( -8x -7 ) ( x +8 ) +60x +45

Lösung einblenden
-7 x 2 -7x -8 = ( -8x -7 ) ( x +8 ) +60x +45
-7 x 2 -7x -8 = -8 x 2 -71x -56 +60x +45
-7 x 2 -7x -8 = -8 x 2 -11x -11 | +8 x 2 +11x +11

x 2 +4x +3 = 0

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

x1,2 = -4 ± 4 2 -4 · 1 · 3 21

x1,2 = -4 ± 16 -12 2

x1,2 = -4 ± 4 2

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

x2 = -4 - 4 2 = -4 -2 2 = -6 2 = -3

L={ -3 ; -1 }

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)= - x 2 +5x -17
und
g(x)= -2 x 2 +4x -5 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

- x 2 +5x -17 = -2 x 2 +4x -5 | +2 x 2 -4x +5

x 2 + x -12 = 0

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

x1,2 = -1 ± 1 2 -4 · 1 · ( -12 ) 21

x1,2 = -1 ± 1 +48 2

x1,2 = -1 ± 49 2

x1 = -1 + 49 2 = -1 +7 2 = 6 2 = 3

x2 = -1 - 49 2 = -1 -7 2 = -8 2 = -4

L={ -4 ; 3 }

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 ) -5 = -216 -16 -5 = -32 -16 -5 = -53

g( 3 ) = -2 3 2 +43 -5 = -29 +12 -5 = -18 +12 -5 = -11

Die Schnittpunkte sind also S1( -4 | -53 ) und S2( 3 | -11 ).

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 -3x +15 .

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 -2x +3 .

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

f(x)=g(x)

- x 2 -2x +3 = -2 x 2 -3x +15 | +2 x 2 +3x -15

x 2 + x -12 = 0

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

x1,2 = -1 ± 1 2 -4 · 1 · ( -12 ) 21

x1,2 = -1 ± 1 +48 2

x1,2 = -1 ± 49 2

x1 = -1 + 49 2 = -1 +7 2 = 6 2 = 3

x2 = -1 - 49 2 = -1 -7 2 = -8 2 = -4

L={ -4 ; 3 }

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 -3( -4 ) +15 = -216 +12 +15 = -32 +12 +15 = -5

g( 3 ) = -2 3 2 -33 +15 = -29 -9 +15 = -18 -9 +15 = -12

Die Schnittpunkte sind also S1( -4 | -5 ) und S2( 3 | -12 ).