Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +8x +17 = 0

Lösung einblenden

x 2 +8x +17 = 0

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

x1,2 = -8 ± 8 2 -4 · 1 · 17 21

x1,2 = -8 ± 64 -68 2

x1,2 = -8 ± ( -4 ) 2

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

L={}

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 +10 = 22x

Lösung einblenden
4 x 2 +10 = 22x | -22x
4 x 2 -22x +10 = 0 |:2

2 x 2 -11x +5 = 0

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

x1,2 = +11 ± ( -11 ) 2 -4 · 2 · 5 22

x1,2 = +11 ± 121 -40 4

x1,2 = +11 ± 81 4

x1 = 11 + 81 4 = 11 +9 4 = 20 4 = 5

x2 = 11 - 81 4 = 11 -9 4 = 2 4 = 0,5

L={ 0,5 ; 5 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 - 3 2 x - 5 2 = 0

Lösung einblenden
x 2 - 3 2 x - 5 2 = 0 |⋅ 2
2( x 2 - 3 2 x - 5 2 ) = 0

2 x 2 -3x -5 = 0

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

x1,2 = +3 ± ( -3 ) 2 -4 · 2 · ( -5 ) 22

x1,2 = +3 ± 9 +40 4

x1,2 = +3 ± 49 4

x1 = 3 + 49 4 = 3 +7 4 = 10 4 = 2,5

x2 = 3 - 49 4 = 3 -7 4 = -4 4 = -1

L={ -1 ; 2,5 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

6 x 2 -8x +7 = ( 5x -6 ) ( x -9 ) +41x -44

Lösung einblenden
6 x 2 -8x +7 = ( 5x -6 ) ( x -9 ) +41x -44
6 x 2 -8x +7 = 5 x 2 -51x +54 +41x -44
6 x 2 -8x +7 = 5 x 2 -10x +10 | -5 x 2 +10x -10

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 + 1 2 x - 15 2 .

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 + 1 2 x - 15 2 = 0 |⋅ 2
2( x 2 + 1 2 x - 15 2 ) = 0

2 x 2 + x -15 = 0

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

x1,2 = -1 ± 1 2 -4 · 2 · ( -15 ) 22

x1,2 = -1 ± 1 +120 4

x1,2 = -1 ± 121 4

x1 = -1 + 121 4 = -1 +11 4 = 10 4 = 2,5

x2 = -1 - 121 4 = -1 -11 4 = -12 4 = -3

L={ -3 ; 2,5 }

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( -3 |0) und N2( 2,5 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

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

x 2 +4x +4 = 0

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

x1,2 = -4 ± 4 2 -4 · 1 · 4 21

x1,2 = -4 ± 16 -16 2

x1,2 = -4 ± 0 2

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

x = -4 2 = -2

L={ -2 }

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

Der einzige Schnittpunkt ist also S( -2 | -2 ).

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)= 5x +23 .

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 oben geöffnet ist, gilt also
f(x)= ( x +3 ) · ( x +1 ) = x 2 +4x +3 .

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

f(x)=g(x)

x 2 +4x +3 = 5x +23 | -5x -23

x 2 - x -20 = 0

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

x1,2 = +1 ± ( -1 ) 2 -4 · 1 · ( -20 ) 21

x1,2 = +1 ± 1 +80 2

x1,2 = +1 ± 81 2

x1 = 1 + 81 2 = 1 +9 2 = 10 2 = 5

x2 = 1 - 81 2 = 1 -9 2 = -8 2 = -4

L={ -4 ; 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( -4 ) = 5( -4 ) +23 = -20 +23 = 3

g( 5 ) = 55 +23 = 25 +23 = 48

Die Schnittpunkte sind also S1( -4 | 3 ) und S2( 5 | 48 ).