Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 +40x +100 = 0

Lösung einblenden
4 x 2 +40x +100 = 0 |:4

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!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-100 +2 x 2 = 10x

Lösung einblenden
2 x 2 -100 = 10x | -10x
2 x 2 -10x -100 = 0 |:2

x 2 -5x -50 = 0

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

x1,2 = +5 ± ( -5 ) 2 -4 · 1 · ( -50 ) 21

x1,2 = +5 ± 25 +200 2

x1,2 = +5 ± 225 2

x1 = 5 + 225 2 = 5 +15 2 = 20 2 = 10

x2 = 5 - 225 2 = 5 -15 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; 10 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 + 17 2 x + 35 2 = 0

Lösung einblenden
x 2 + 17 2 x + 35 2 = 0 |⋅ 2
2( x 2 + 17 2 x + 35 2 ) = 0

2 x 2 +17x +35 = 0

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

x1,2 = -17 ± 17 2 -4 · 2 · 35 22

x1,2 = -17 ± 289 -280 4

x1,2 = -17 ± 9 4

x1 = -17 + 9 4 = -17 +3 4 = -14 4 = -3,5

x2 = -17 - 9 4 = -17 -3 4 = -20 4 = -5

L={ -5 ; -3,5 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-2 x 2 +3x +3 = ( -3x -8 ) ( x +5 ) +33x +31

Lösung einblenden
-2 x 2 +3x +3 = ( -3x -8 ) ( x +5 ) +33x +31
-2 x 2 +3x +3 = -3 x 2 -23x -40 +33x +31
-2 x 2 +3x +3 = -3 x 2 +10x -9 | +3 x 2 -10x +9

x 2 -7x +12 = 0

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

x1,2 = +7 ± ( -7 ) 2 -4 · 1 · 12 21

x1,2 = +7 ± 49 -48 2

x1,2 = +7 ± 1 2

x1 = 7 + 1 2 = 7 +1 2 = 8 2 = 4

x2 = 7 - 1 2 = 7 -1 2 = 6 2 = 3

L={ 3 ; 4 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 -3x + 9 4 .

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 -3x + 9 4 = 0 |⋅ 4
4( x 2 -3x + 9 4 ) = 0

4 x 2 -12x +9 = 0

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

x1,2 = +12 ± ( -12 ) 2 -4 · 4 · 9 24

x1,2 = +12 ± 144 -144 8

x1,2 = +12 ± 0 8

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

x = 12 8 = 3 2

L={ 3 2 }

3 2 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( 3 2 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

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

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 ) = 5 4 2 +44 +5 = 516 +16 +5 = 80 +16 +5 = 101

Der einzige Schnittpunkt ist also S( 4 | 101 ).

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 +10 .

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 = -1 und x2 = 1.

Der faktorisierte Funktionsterm von f ist also f(x)= a · ( x +1 ) · ( 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 +1 ) · ( x -1 ) = - x 2 +1 .

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

f(x)=g(x)

- x 2 +1 = -2 x 2 +10 | -1
- x 2 = -2 x 2 +9 | +2 x 2
x 2 = 9 | 2
x1 = - 9 = -3
x2 = 9 = 3

L={ -3 ; 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( -3 ) = -2 ( -3 ) 2 +10 = -29 +10 = -18 +10 = -8

g( 3 ) = -2 3 2 +10 = -29 +10 = -18 +10 = -8

Die Schnittpunkte sind also S1( -3 | -8 ) und S2( 3 | -8 ).