Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

5 x 2 -7x -6 = 0

Lösung einblenden

5 x 2 -7x -6 = 0

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

x1,2 = +7 ± ( -7 ) 2 -4 · 5 · ( -6 ) 2⋅5

x1,2 = +7 ± 49 +120 10

x1,2 = +7 ± 169 10

x1 = 7 + 169 10 = 7 +13 10 = 20 10 = 2

x2 = 7 - 169 10 = 7 -13 10 = -6 10 = -0,6

L={ -0,6 ; 2 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

82 + x 2 = 18x

Lösung einblenden
x 2 +82 = 18x | -18x

x 2 -18x +82 = 0

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

x1,2 = +18 ± ( -18 ) 2 -4 · 1 · 82 2⋅1

x1,2 = +18 ± 324 -328 2

x1,2 = +18 ± ( -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 -5x +6 = 0

Lösung einblenden

x 2 -5x +6 = 0

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

x1,2 = +5 ± ( -5 ) 2 -4 · 1 · 6 2⋅1

x1,2 = +5 ± 25 -24 2

x1,2 = +5 ± 1 2

x1 = 5 + 1 2 = 5 +1 2 = 6 2 = 3

x2 = 5 - 1 2 = 5 -1 2 = 4 2 = 2

L={ 2 ; 3 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-6 x 2 -6x -1 = ( -7x -5 ) ( x -6 ) -47x -34

Lösung einblenden
-6 x 2 -6x -1 = ( -7x -5 ) ( x -6 ) -47x -34
-6 x 2 -6x -1 = -7 x 2 +37x +30 -47x -34
-6 x 2 -6x -1 = -7 x 2 -10x -4 | +7 x 2 +10x +4

x 2 +4x +3 = 0

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

x1,2 = -4 ± 4 2 -4 · 1 · 3 2⋅1

x1,2 = -4 ± 16 -12 2

x1,2 = -4 ± 4 2

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

x2 = -4 - 4 2 = -4 -2 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 -4x +4 .

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 -4x +4 = 0

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

x1,2 = +4 ± ( -4 ) 2 -4 · 1 · 4 2⋅1

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!

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

Der einzige Schnittpunkt mit der x-Achse ist also N( 2 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 3 x 2 + x -13
und
g(x)= 2 x 2 -2x -3 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

3 x 2 + x -13 = 2 x 2 -2x -3 | -2 x 2 +2x +3

x 2 +3x -10 = 0

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

x1,2 = -3 ± 3 2 -4 · 1 · ( -10 ) 2⋅1

x1,2 = -3 ± 9 +40 2

x1,2 = -3 ± 49 2

x1 = -3 + 49 2 = -3 +7 2 = 4 2 = 2

x2 = -3 - 49 2 = -3 -7 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; 2 }

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 -2⋅( -5 ) -3 = 2⋅25 +10 -3 = 50 +10 -3 = 57

g( 2 ) = 2⋅ 2 2 -2⋅2 -3 = 2⋅4 -4 -3 = 8 -4 -3 = 1

Die Schnittpunkte sind also S1( -5 | 57 ) und S2( 2 | 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 Gerade der Funktion f.

Nicht abgebildet ist der Graph von g mit g(x)= - x 2 -7x +6 .

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, dass es sich um eine Gerade handelt, also gilt y = m⋅x + c .

Den y-Achsenabschnitt c = 2 kann man dem Schaubild leicht entnehmen.

Etwas schwieriger ist das Ablesen der Steigung m. Wenn man sich jedoch ein Steigungsdreick eingezeichnet denkt und 1 Einheit(en) nach rechts geht, so muss man 4 nach oben gehen. Die Steigung ist also m=-4.

Der Term der abgebildeten Geraden ist also y= -4x +2 oder f(x)= -4x +2 .

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

f(x)=g(x)

-4x +2 = - x 2 -7x +6 | + x 2 +7x -6

x 2 +3x -4 = 0

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

x1,2 = -3 ± 3 2 -4 · 1 · ( -4 ) 2⋅1

x1,2 = -3 ± 9 +16 2

x1,2 = -3 ± 25 2

x1 = -3 + 25 2 = -3 +5 2 = 2 2 = 1

x2 = -3 - 25 2 = -3 -5 2 = -8 2 = -4

L={ -4 ; 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( -4 ) = - ( -4 ) 2 -7⋅( -4 ) +6 = -16 +28 +6 = 18

g( 1 ) = - 1 2 -7⋅1 +6 = -1 -7 +6 = -2

Die Schnittpunkte sind also S1( -4 | 18 ) und S2( 1 | -2 ).