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:

36 +4 x 2 -24x = 0

Lösung einblenden
4 x 2 -24x +36 = 0 |:4

x 2 -6x +9 = 0

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

x1,2 = +6 ± ( -6 ) 2 -4 · 1 · 9 21

x1,2 = +6 ± 36 -36 2

x1,2 = +6 ± 0 2

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

x = 6 2 = 3

L={ 3 }

3 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-3 x 2 +54x -243 = 0

Lösung einblenden
-3 x 2 +54x -243 = 0 |:3

- x 2 +18x -81 = 0

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

x1,2 = -18 ± 18 2 -4 · ( -1 ) · ( -81 ) 2( -1 )

x1,2 = -18 ± 324 -324 -2

x1,2 = -18 ± 0 -2

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

x = -18 -2 = 9

L={ 9 }

9 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-6 x 2 -2x -3 = ( -7x -6 ) ( x +7 ) +48x +33

Lösung einblenden
-6 x 2 -2x -3 = ( -7x -6 ) ( x +7 ) +48x +33
-6 x 2 -2x -3 = -7 x 2 -55x -42 +48x +33
-6 x 2 -2x -3 = -7 x 2 -7x -9 | +7 x 2 +7x +9

x 2 +5x +6 = 0

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

x1,2 = -5 ± 5 2 -4 · 1 · 6 21

x1,2 = -5 ± 25 -24 2

x1,2 = -5 ± 1 2

x1 = -5 + 1 2 = -5 +1 2 = -4 2 = -2

x2 = -5 - 1 2 = -5 -1 2 = -6 2 = -3

L={ -3 ; -2 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= -3 x 2 -15x +42 .

Lösung einblenden

Um die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) zu berechnen muss man einfach die Funktion gleich Null setzen, also

f(x)=0

-3 x 2 -15x +42 = 0 |:3

- x 2 -5x +14 = 0

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

x1,2 = +5 ± ( -5 ) 2 -4 · ( -1 ) · 14 2( -1 )

x1,2 = +5 ± 25 +56 -2

x1,2 = +5 ± 81 -2

x1 = 5 + 81 -2 = 5 +9 -2 = 14 -2 = -7

x2 = 5 - 81 -2 = 5 -9 -2 = -4 -2 = 2

L={ -7 ; 2 }

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( 2 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 11x +22
und
g(x)= - x 2 + x -4 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

11x +22 = - x 2 + x -4 | + x 2 - x +4

x 2 +10x +26 = 0

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

x1,2 = -10 ± 10 2 -4 · 1 · 26 21

x1,2 = -10 ± 100 -104 2

x1,2 = -10 ± ( -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 Gerade der Funktion f.

Nicht abgebildet ist der Graph von g mit g(x)= - x 2 - 15 4 x +8 .

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 4 Einheit(en) nach rechts geht, so muss man 1 nach oben gehen. Die Steigung ist also m= 1 4 .

Der Term der abgebildeten Geraden ist also y= 1 4 x +3 oder f(x)= 1 4 x +3 .

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

f(x)=g(x)

1 4 x +3 = - x 2 - 15 4 x +8 |⋅ 4
4( 1 4 x +3 ) = 4( - x 2 - 15 4 x +8 )
x +12 = -4 x 2 -15x +32 | +4 x 2 +15x -32
4 x 2 +16x -20 = 0 |: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 ± 36 2

x1 = -4 + 36 2 = -4 +6 2 = 2 2 = 1

x2 = -4 - 36 2 = -4 -6 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; 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( -5 ) = - ( -5 ) 2 - 15 4 ( -5 ) +8 = -25 + 75 4 +8 = 7 4

g( 1 ) = - 1 2 - 15 4 1 +8 = -1 - 15 4 +8 = 13 4

Die Schnittpunkte sind also S1( -5 | 7 4 ) und S2( 1 | 13 4 ).