Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

16 x 2 +72x +81 = 0

Lösung einblenden

16 x 2 +72x +81 = 0

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

x1,2 = -72 ± 72 2 -4 · 16 · 81 216

x1,2 = -72 ± 5184 -5184 32

x1,2 = -72 ± 0 32

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

x = -72 32 = - 9 4

L={ - 9 4 }

- 9 4 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +26 = 10x

Lösung einblenden
x 2 +26 = 10x | -10x

x 2 -10x +26 = 0

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

x1,2 = +10 ± ( -10 ) 2 -4 · 1 · 26 21

x1,2 = +10 ± 100 -104 2

x1,2 = +10 ± ( -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:

2 x 2 +12x +10 = 0

Lösung einblenden
2 x 2 +12x +10 = 0 |:2

x 2 +6x +5 = 0

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

x1,2 = -6 ± 6 2 -4 · 1 · 5 21

x1,2 = -6 ± 36 -20 2

x1,2 = -6 ± 16 2

x1 = -6 + 16 2 = -6 +4 2 = -2 2 = -1

x2 = -6 - 16 2 = -6 -4 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; -1 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-8 x 2 -4x -8 = ( -9x -4 ) ( x -2 ) -15x -6

Lösung einblenden
-8 x 2 -4x -8 = ( -9x -4 ) ( x -2 ) -15x -6
-8 x 2 -4x -8 = -9 x 2 +14x +8 -15x -6
-8 x 2 -4x -8 = -9 x 2 - x +2 | +9 x 2 + x -2

x 2 -3x -10 = 0

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

x1,2 = +3 ± ( -3 ) 2 -4 · 1 · ( -10 ) 21

x1,2 = +3 ± 9 +40 2

x1,2 = +3 ± 49 2

x1 = 3 + 49 2 = 3 +7 2 = 10 2 = 5

x2 = 3 - 49 2 = 3 -7 2 = -4 2 = -2

L={ -2 ; 5 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= -2 x 2 -24x -74 .

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 -74 = 0 |:2

- x 2 -12x -37 = 0

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

x1,2 = +12 ± ( -12 ) 2 -4 · ( -1 ) · ( -37 ) 2( -1 )

x1,2 = +12 ± 144 -148 -2

x1,2 = +12 ± ( -4 ) -2

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

L={}

Es gibt also keine Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

-2 x 2 +3x +6 = -3 x 2 -2x +2 | +3 x 2 +2x -2

x 2 +5x +4 = 0

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

x1,2 = -5 ± 5 2 -4 · 1 · 4 21

x1,2 = -5 ± 25 -16 2

x1,2 = -5 ± 9 2

x1 = -5 + 9 2 = -5 +3 2 = -2 2 = -1

x2 = -5 - 9 2 = -5 -3 2 = -8 2 = -4

L={ -4 ; -1 }

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 ) = -3 ( -4 ) 2 -2( -4 ) +2 = -316 +8 +2 = -48 +8 +2 = -38

g( -1 ) = -3 ( -1 ) 2 -2( -1 ) +2 = -31 +2 +2 = -3 +2 +2 = 1

Die Schnittpunkte sind also S1( -4 | -38 ) und S2( -1 | 1 ).

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 +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 = -4 und x2 = 0.

Der faktorisierte Funktionsterm von f ist also f(x)= a · ( x +4 ) · ( x +0 ) .

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 +0 ) = - x 2 -4x .

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

f(x)=g(x)

- x 2 -4x = -2 x 2 -6x +8 | +2 x 2 +6x -8

x 2 +2x -8 = 0

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

x1,2 = -2 ± 2 2 -4 · 1 · ( -8 ) 21

x1,2 = -2 ± 4 +32 2

x1,2 = -2 ± 36 2

x1 = -2 + 36 2 = -2 +6 2 = 4 2 = 2

x2 = -2 - 36 2 = -2 -6 2 = -8 2 = -4

L={ -4 ; 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( -4 ) = -2 ( -4 ) 2 -6( -4 ) +8 = -216 +24 +8 = -32 +24 +8 = 0

g( 2 ) = -2 2 2 -62 +8 = -24 -12 +8 = -8 -12 +8 = -12

Die Schnittpunkte sind also S1( -4 |0) und S2( 2 | -12 ).