Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

5 x 2 +55x +50 = 0

Lösung einblenden
5 x 2 +55x +50 = 0 |:5

x 2 +11x +10 = 0

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

x1,2 = -11 ± 11 2 -4 · 1 · 10 21

x1,2 = -11 ± 121 -40 2

x1,2 = -11 ± 81 2

x1 = -11 + 81 2 = -11 +9 2 = -2 2 = -1

x2 = -11 - 81 2 = -11 -9 2 = -20 2 = -10

L={ -10 ; -1 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 + x 2 = 2x

Lösung einblenden
x 2 +2 = 2x | -2x

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 + 5 2 x + 25 16 = 0

Lösung einblenden
x 2 + 5 2 x + 25 16 = 0 |⋅ 16
16( x 2 + 5 2 x + 25 16 ) = 0

16 x 2 +40x +25 = 0

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

x1,2 = -40 ± 40 2 -4 · 16 · 25 216

x1,2 = -40 ± 1600 -1600 32

x1,2 = -40 ± 0 32

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

x = -40 32 = - 5 4

L={ - 5 4 }

- 5 4 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-3x -3 = ( -x -4 ) ( x +3 ) +6x +24

Lösung einblenden
-3x -3 = ( -x -4 ) ( x +3 ) +6x +24
-3x -3 = - x 2 -7x -12 +6x +24
-3x -3 = - x 2 - x +12 | + x 2 + x -12

x 2 -2x -15 = 0

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

x1,2 = +2 ± ( -2 ) 2 -4 · 1 · ( -15 ) 21

x1,2 = +2 ± 4 +60 2

x1,2 = +2 ± 64 2

x1 = 2 + 64 2 = 2 +8 2 = 10 2 = 5

x2 = 2 - 64 2 = 2 -8 2 = -6 2 = -3

L={ -3 ; 5 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= -2 x 2 +30x -112 .

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 +30x -112 = 0 |:2

- x 2 +15x -56 = 0

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

x1,2 = -15 ± 15 2 -4 · ( -1 ) · ( -56 ) 2( -1 )

x1,2 = -15 ± 225 -224 -2

x1,2 = -15 ± 1 -2

x1 = -15 + 1 -2 = -15 +1 -2 = -14 -2 = 7

x2 = -15 - 1 -2 = -15 -1 -2 = -16 -2 = 8

L={ 7 ; 8 }

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( 8 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 3 x 2 -8x +1
und
g(x)= 2 x 2 -4x -4 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

3 x 2 -8x +1 = 2 x 2 -4x -4 | -2 x 2 +4x +4

x 2 -4x +5 = 0

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

x1,2 = +4 ± ( -4 ) 2 -4 · 1 · 5 21

x1,2 = +4 ± 16 -20 2

x1,2 = +4 ± ( -4 ) 2

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

L={}

Um die y-Werte der Schnittpunkte zu erhalten, setzt man die x-Werte in eine der beiden (oder zur Probe in beide) Funktionen ein:

Es gibt also keine Schnittpunkte.

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 -5x +12 .

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 = -2.

Der faktorisierte Funktionsterm von f ist also f(x)= a · ( x +4 ) · ( x +2 ) .

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 +2 ) = - x 2 -6x -8 .

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

f(x)=g(x)

- x 2 -6x -8 = -2 x 2 -5x +12 | +2 x 2 +5x -12

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 ) = -2 ( -4 ) 2 -5( -4 ) +12 = -216 +20 +12 = -32 +20 +12 = 0

g( 5 ) = -2 5 2 -55 +12 = -225 -25 +12 = -50 -25 +12 = -63

Die Schnittpunkte sind also S1( -4 |0) und S2( 5 | -63 ).