Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x 2 +15x -8 = 0

Lösung einblenden

2 x 2 +15x -8 = 0

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

x1,2 = -15 ± 15 2 -4 · 2 · ( -8 ) 22

x1,2 = -15 ± 225 +64 4

x1,2 = -15 ± 289 4

x1 = -15 + 289 4 = -15 +17 4 = 2 4 = 0,5

x2 = -15 - 289 4 = -15 -17 4 = -32 4 = -8

L={ -8 ; 0,5 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

16x +5 +16 x 2 = 0

Lösung einblenden

16 x 2 +16x +5 = 0

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

x1,2 = -16 ± 16 2 -4 · 16 · 5 216

x1,2 = -16 ± 256 -320 32

x1,2 = -16 ± ( -64 ) 32

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

L={}

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 -3x -40 = 0

Lösung einblenden

x 2 -3x -40 = 0

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

x1,2 = +3 ± ( -3 ) 2 -4 · 1 · ( -40 ) 21

x1,2 = +3 ± 9 +160 2

x1,2 = +3 ± 169 2

x1 = 3 + 169 2 = 3 +13 2 = 16 2 = 8

x2 = 3 - 169 2 = 3 -13 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; 8 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-4 x 2 +6x +8 = ( -5x +8 ) ( x +7 ) +36x -44

Lösung einblenden
-4 x 2 +6x +8 = ( -5x +8 ) ( x +7 ) +36x -44
-4 x 2 +6x +8 = -5 x 2 -27x +56 +36x -44
-4 x 2 +6x +8 = -5 x 2 +9x +12 | +5 x 2 -9x -12

x 2 -3x -4 = 0

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

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

x1,2 = +3 ± 9 +16 2

x1,2 = +3 ± 25 2

x1 = 3 + 25 2 = 3 +5 2 = 8 2 = 4

x2 = 3 - 25 2 = 3 -5 2 = -2 2 = -1

L={ -1 ; 4 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 -9x + 81 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 -9x + 81 4 = 0 |⋅ 4
4( x 2 -9x + 81 4 ) = 0

4 x 2 -36x +81 = 0

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

x1,2 = +36 ± ( -36 ) 2 -4 · 4 · 81 24

x1,2 = +36 ± 1296 -1296 8

x1,2 = +36 ± 0 8

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

x = 36 8 = 9 2

L={ 9 2 }

9 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( 9 2 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 3 x 2 +2x +8
und
g(x)= 2 x 2 -4x +3 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

3 x 2 +2x +8 = 2 x 2 -4x +3 | -2 x 2 +4x -3

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 }

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 -4( -5 ) +3 = 225 +20 +3 = 50 +20 +3 = 73

g( -1 ) = 2 ( -1 ) 2 -4( -1 ) +3 = 21 +4 +3 = 2 +4 +3 = 9

Die Schnittpunkte sind also S1( -5 | 73 ) und S2( -1 | 9 ).

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 +20 .

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 = 5.

Der faktorisierte Funktionsterm von f ist also f(x)= a · ( x -1 ) · ( x -5 ) .

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 -5 ) = - x 2 +6x -5 .

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

f(x)=g(x)

- x 2 +6x -5 = -2 x 2 +6x +20 | +5
- 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 ) +20 = -225 -30 +20 = -50 -30 +20 = -60

g( 5 ) = -2 5 2 +65 +20 = -225 +30 +20 = -50 +30 +20 = 0

Die Schnittpunkte sind also S1( -5 | -60 ) und S2( 5 |0).