Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +14x +50 = 0

Lösung einblenden

x 2 +14x +50 = 0

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

x1,2 = -14 ± 14 2 -4 · 1 · 50 21

x1,2 = -14 ± 196 -200 2

x1,2 = -14 ± ( -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:

10 +21x = -2 x 2

Lösung einblenden
21x +10 = -2 x 2 | +2 x 2

2 x 2 +21x +10 = 0

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

x1,2 = -21 ± 21 2 -4 · 2 · 10 22

x1,2 = -21 ± 441 -80 4

x1,2 = -21 ± 361 4

x1 = -21 + 361 4 = -21 +19 4 = -2 4 = -0,5

x2 = -21 - 361 4 = -21 -19 4 = -40 4 = -10

L={ -10 ; -0,5 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 -14x +49 = 0

Lösung einblenden

x 2 -14x +49 = 0

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

x1,2 = +14 ± ( -14 ) 2 -4 · 1 · 49 21

x1,2 = +14 ± 196 -196 2

x1,2 = +14 ± 0 2

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

x = 14 2 = 7

L={ 7 }

7 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-3 x 2 +6x +8 = ( -4x -7 ) ( x -3 ) -6x -23

Lösung einblenden
-3 x 2 +6x +8 = ( -4x -7 ) ( x -3 ) -6x -23
-3 x 2 +6x +8 = -4 x 2 +5x +21 -6x -23
-3 x 2 +6x +8 = -4 x 2 - x -2 | +4 x 2 + x +2

x 2 +7x +10 = 0

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

x1,2 = -7 ± 7 2 -4 · 1 · 10 21

x1,2 = -7 ± 49 -40 2

x1,2 = -7 ± 9 2

x1 = -7 + 9 2 = -7 +3 2 = -4 2 = -2

x2 = -7 - 9 2 = -7 -3 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; -2 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= - x 2 +2x +48 .

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 +2x +48 = 0

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

x1,2 = -2 ± 2 2 -4 · ( -1 ) · 48 2( -1 )

x1,2 = -2 ± 4 +192 -2

x1,2 = -2 ± 196 -2

x1 = -2 + 196 -2 = -2 +14 -2 = 12 -2 = -6

x2 = -2 - 196 -2 = -2 -14 -2 = -16 -2 = 8

L={ -6 ; 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( -6 |0) und N2( 8 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

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

x 2 -4x +3 = 0

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

x1,2 = +4 ± ( -4 ) 2 -4 · 1 · 3 21

x1,2 = +4 ± 16 -12 2

x1,2 = +4 ± 4 2

x1 = 4 + 4 2 = 4 +2 2 = 6 2 = 3

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

L={ 1 ; 3 }

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( 1 ) = - 1 2 -41 +1 = -1 -4 +1 = -4

g( 3 ) = - 3 2 -43 +1 = -9 -12 +1 = -20

Die Schnittpunkte sind also S1( 1 | -4 ) und S2( 3 | -20 ).

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 - 16 3 x -1 .

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 = 3 kann man dem Schaubild leicht entnehmen.

Etwas schwieriger ist das Ablesen der Steigung m. Wenn man sich jedoch ein Steigungsdreick eingezeichnet denkt und 3 Einheit(en) nach rechts geht, so muss man 4 nach oben gehen. Die Steigung ist also m= - 4 3 .

Der Term der abgebildeten Geraden ist also y= - 4 3 x +3 oder f(x)= - 4 3 x +3 .

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

f(x)=g(x)

- 4 3 x +3 = - x 2 - 16 3 x -1 |⋅ 3
3( - 4 3 x +3 ) = 3( - x 2 - 16 3 x -1 )
-4x +9 = -3 x 2 -16x -3 | +3 x 2 +16x +3
3 x 2 +12x +12 = 0 |:3

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 - 16 3 ( -2 ) -1 = -4 + 32 3 -1 = 17 3

Der einzige Schnittpunkt ist also S( -2 | 17 3 ).