Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +14x +49 = 0

Lösung einblenden

x 2 +14x +49 = 0

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

x1,2 = -14 ± 14 2 -4 · 1 · 49 21

x1,2 = -14 ± 196 -196 2

x1,2 = -14 ± 0 2

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

x = -14 2 = -7

L={ -7 }

-7 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

56x +16 x 2 = -50

Lösung einblenden
16 x 2 +56x = -50 | +50
16 x 2 +56x +50 = 0 |:2

8 x 2 +28x +25 = 0

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

x1,2 = -28 ± 28 2 -4 · 8 · 25 28

x1,2 = -28 ± 784 -800 16

x1,2 = -28 ± ( -16 ) 16

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 + 1 2 x -3 = 0

Lösung einblenden
x 2 + 1 2 x -3 = 0 |⋅ 2
2( x 2 + 1 2 x -3 ) = 0

2 x 2 + x -6 = 0

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

x1,2 = -1 ± 1 2 -4 · 2 · ( -6 ) 22

x1,2 = -1 ± 1 +48 4

x1,2 = -1 ± 49 4

x1 = -1 + 49 4 = -1 +7 4 = 6 4 = 1,5

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

L={ -2 ; 1,5 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-4 x 2 +2x -1 = ( -5x -8 ) ( x +5 ) +33x +47

Lösung einblenden
-4 x 2 +2x -1 = ( -5x -8 ) ( x +5 ) +33x +47
-4 x 2 +2x -1 = -5 x 2 -33x -40 +33x +47
-4 x 2 +2x -1 = -5 x 2 +7 | +5 x 2 -7

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 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= -2 x 2 -28x -96 .

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 -28x -96 = 0 |:2

- x 2 -14x -48 = 0

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

x1,2 = +14 ± ( -14 ) 2 -4 · ( -1 ) · ( -48 ) 2( -1 )

x1,2 = +14 ± 196 -192 -2

x1,2 = +14 ± 4 -2

x1 = 14 + 4 -2 = 14 +2 -2 = 16 -2 = -8

x2 = 14 - 4 -2 = 14 -2 -2 = 12 -2 = -6

L={ -8 ; -6 }

Gesucht sind ja die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen), d.h. die gesuchten y-Werte sind immer jeweils 0.

Die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) sind also N1( -8 |0) und N2( -6 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 6x +5
und
g(x)= - x 2 +3x +3 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

6x +5 = - x 2 +3x +3 | + x 2 -3x -3

x 2 +3x +2 = 0

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

x1,2 = -3 ± 3 2 -4 · 1 · 2 21

x1,2 = -3 ± 9 -8 2

x1,2 = -3 ± 1 2

x1 = -3 + 1 2 = -3 +1 2 = -2 2 = -1

x2 = -3 - 1 2 = -3 -1 2 = -4 2 = -2

L={ -2 ; -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( -2 ) = - ( -2 ) 2 +3( -2 ) +3 = -4 -6 +3 = -7

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

Die Schnittpunkte sind also S1( -2 | -7 ) 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 -8x -2 .

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 -8x -2 | +2 x 2 +8x +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 }

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 -8( -5 ) -2 = -225 +40 -2 = -50 +40 -2 = -12

g( -1 ) = -2 ( -1 ) 2 -8( -1 ) -2 = -21 +8 -2 = -2 +8 -2 = 4

Die Schnittpunkte sind also S1( -5 | -12 ) und S2( -1 | 4 ).