Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 -5x -36 = 0

Lösung einblenden

x 2 -5x -36 = 0

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

x1,2 = +5 ± ( -5 ) 2 -4 · 1 · ( -36 ) 21

x1,2 = +5 ± 25 +144 2

x1,2 = +5 ± 169 2

x1 = 5 + 169 2 = 5 +13 2 = 18 2 = 9

x2 = 5 - 169 2 = 5 -13 2 = -8 2 = -4

L={ -4 ; 9 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-2x +2 + x 2 = 0

Lösung einblenden

x 2 -2x +2 = 0

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

x1,2 = +2 ± ( -2 ) 2 -4 · 1 · 2 21

x1,2 = +2 ± 4 -8 2

x1,2 = +2 ± ( -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:

x 2 + 17 5 x - 12 5 = 0

Lösung einblenden
x 2 + 17 5 x - 12 5 = 0 |⋅ 5
5( x 2 + 17 5 x - 12 5 ) = 0

5 x 2 +17x -12 = 0

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

x1,2 = -17 ± 17 2 -4 · 5 · ( -12 ) 25

x1,2 = -17 ± 289 +240 10

x1,2 = -17 ± 529 10

x1 = -17 + 529 10 = -17 +23 10 = 6 10 = 0,6

x2 = -17 - 529 10 = -17 -23 10 = -40 10 = -4

L={ -4 ; 0,6 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

7 x 2 +2x -9 = ( 6x +2 ) ( x +8 ) -50x -22

Lösung einblenden
7 x 2 +2x -9 = ( 6x +2 ) ( x +8 ) -50x -22
7 x 2 +2x -9 = 6 x 2 +50x +16 -50x -22
7 x 2 +2x -9 = 6 x 2 -6 | -6 x 2 +6

x 2 +2x -3 = 0

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

x1,2 = -2 ± 2 2 -4 · 1 · ( -3 ) 21

x1,2 = -2 ± 4 +12 2

x1,2 = -2 ± 16 2

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

x2 = -2 - 16 2 = -2 -4 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 +3x -28 .

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 -28 = 0

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

x1,2 = -3 ± 3 2 -4 · 1 · ( -28 ) 21

x1,2 = -3 ± 9 +112 2

x1,2 = -3 ± 121 2

x1 = -3 + 121 2 = -3 +11 2 = 8 2 = 4

x2 = -3 - 121 2 = -3 -11 2 = -14 2 = -7

L={ -7 ; 4 }

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( -7 |0) und N2( 4 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 6 x 2 +3x +15
und
g(x)= 5 x 2 -5x -1 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

6 x 2 +3x +15 = 5 x 2 -5x -1 | -5 x 2 +5x +1

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 -5( -4 ) -1 = 516 +20 -1 = 80 +20 -1 = 99

Der einzige Schnittpunkt ist also S( -4 | 99 ).

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 +4x +11 .

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 = 3.

Der faktorisierte Funktionsterm von f ist also f(x)= a · ( x +1 ) · ( x -3 ) .

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 -3 ) = - 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 +4x +11 | +2 x 2 -4x -11

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 = 8 2 = 4

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

L={ -2 ; 4 }

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 ) 2 +4( -2 ) +11 = -24 -8 +11 = -8 -8 +11 = -5

g( 4 ) = -2 4 2 +44 +11 = -216 +16 +11 = -32 +16 +11 = -5

Die Schnittpunkte sind also S1( -2 | -5 ) und S2( 4 | -5 ).