Aufgabenbeispiele von nach x auflösen

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x-Werte berechnen (f(x) gegeben)

Beispiel:

Gegeben ist die Funktion f mit f(x)= x 2 -9x +10 . Berechne alle Stellen für die gilt: f(x) = -4.

Lösung einblenden

Es gilt f(x) = -4, also x 2 -9x +10 = -4.

x 2 -9x +10 = -4 | +4

x 2 -9x +14 = 0

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

x1,2 = +9 ± ( -9 ) 2 -4 · 1 · 14 21

x1,2 = +9 ± 81 -56 2

x1,2 = +9 ± 25 2

x1 = 9 + 25 2 = 9 +5 2 = 14 2 = 7

x2 = 9 - 25 2 = 9 -5 2 = 4 2 = 2

An den Stellen x1 = 2 und x2 = 7 gilt also f(x)= -4.

x-Werte berechnen (schwerer)

Beispiel:

Gegeben ist die Funktion f mit f(x)= x 4 -80 . Berechne alle Stellen für die gilt: f(x) = 1.

Lösung einblenden

Es gilt f(x) = 1, also x 4 -80 = 1.

x 4 -80 = 1 | +80
x 4 = 81 | 4
x1 = - 81 4 = -3
x2 = 81 4 = 3

An den Stellen x1 = -3 und x2 = 3 gilt also f(x)= 1.

Nullstellen berechnen

Beispiel:

Bestimme die Schnittpunkte der Funktion f mit f(x)= x 5 -4 x 3 mit der x-Achse.

Lösung einblenden

An den Schnittpunkten mit der x-Achse müssen die Funktionswerte null sein, also müssen wir den Funktionsterm =0 setzen:

x 5 -4 x 3 = 0
x 3 ( x 2 -4 ) = 0

Ein Produkt ist genau dann =0, wenn mindestens einer der beiden Faktoren =0 ist.

1. Fall:

x 3 = 0 | 3
x1 = 0

2. Fall:

x 2 -4 = 0 | +4
x 2 = 4 | 2
x2 = - 4 = -2
x3 = 4 = 2

Da die y-Werte als Funktionswerte =0 sein müssen, ergeben sich als Schnittpunkte mit der x-Achse:

S1( -2 |0), S2(0|0), S3( 2 |0)

Schnittpunkte berechnen

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Graphen der Funktionen f und g mit f(x)= 4 x 4 -11 x 3 -84 x 2 +1 und g(x)= 5 x 3 +1 .

Lösung einblenden

An den Schnittstellen müssen die Funktionswerte der beiden Graphen gleich sein, also müssen wir die beiden Funktionsterme gleichsetzen:

4 x 4 -11 x 3 -84 x 2 +1 = 5 x 3 +1 | -1
4 x 4 -11 x 3 -84 x 2 = 5 x 3 | -5 x 3
4 x 4 -11 x 3 -5 x 3 -84 x 2 = 0
4 x 4 -16 x 3 -84 x 2 = 0
4 x 2 ( x 2 -4x -21 ) = 0

Ein Produkt ist genau dann =0, wenn mindestens einer der beiden Faktoren =0 ist.

1. Fall:

x 2 = 0 | 2
x1 = 0

2. Fall:

x 2 -4x -21 = 0

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

x2,3 = +4 ± ( -4 ) 2 -4 · 1 · ( -21 ) 21

x2,3 = +4 ± 16 +84 2

x2,3 = +4 ± 100 2

x2 = 4 + 100 2 = 4 +10 2 = 14 2 = 7

x3 = 4 - 100 2 = 4 -10 2 = -6 2 = -3

Um noch die y-Werte der Schnittpunkte zu erhalten, muss man die Lösungen entweder in f oder in g einsetzen (weil es Schnittpunkte sind, müssen ja bei diesem x-Wert beide y-Werte (also Funktionswerte) gleich sein).

g( -3 ) = 5 ( -3 ) 3 +1 = -134 S1( -3 | -134 )

g(0) = 5 0 3 +1 = 1 S2(0| 1 )

g( 7 ) = 5 7 3 +1 = 1716 S3( 7 | 1716 )