Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +12x +37 = 0

Lösung einblenden

x 2 +12x +37 = 0

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

x1,2 = -12 ± 12 2 -4 · 1 · 37 21

x1,2 = -12 ± 144 -148 2

x1,2 = -12 ± ( -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:

80x +64 = -25 x 2

Lösung einblenden
80x +64 = -25 x 2 | +25 x 2

25 x 2 +80x +64 = 0

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

x1,2 = -80 ± 80 2 -4 · 25 · 64 225

x1,2 = -80 ± 6400 -6400 50

x1,2 = -80 ± 0 50

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

x = -80 50 = - 8 5

L={ - 8 5 }

- 8 5 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 + 2 5 x + 1 25 = 0

Lösung einblenden
x 2 + 2 5 x + 1 25 = 0 |⋅ 25
25( x 2 + 2 5 x + 1 25 ) = 0

25 x 2 +10x +1 = 0

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

x1,2 = -10 ± 10 2 -4 · 25 · 1 225

x1,2 = -10 ± 100 -100 50

x1,2 = -10 ± 0 50

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

x = -10 50 = - 1 5

L={ - 1 5 }

- 1 5 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

- x 2 +5x +2 = ( -2x +8 ) ( x -1 ) + x +2

Lösung einblenden
- x 2 +5x +2 = ( -2x +8 ) ( x -1 ) + x +2
- x 2 +5x +2 = -2 x 2 +10x -8 + x +2
- x 2 +5x +2 = -2 x 2 +11x -6 | +2 x 2 -11x +6

x 2 -6x +8 = 0

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

x1,2 = +6 ± ( -6 ) 2 -4 · 1 · 8 21

x1,2 = +6 ± 36 -32 2

x1,2 = +6 ± 4 2

x1 = 6 + 4 2 = 6 +2 2 = 8 2 = 4

x2 = 6 - 4 2 = 6 -2 2 = 4 2 = 2

L={ 2 ; 4 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

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

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 + x -30 = 0

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

x1,2 = -1 ± 1 2 -4 · 1 · ( -30 ) 21

x1,2 = -1 ± 1 +120 2

x1,2 = -1 ± 121 2

x1 = -1 + 121 2 = -1 +11 2 = 10 2 = 5

x2 = -1 - 121 2 = -1 -11 2 = -12 2 = -6

L={ -6 ; 5 }

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( 5 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= - x 2 -3x +2
und
g(x)= -2 x 2 -5x +1 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

- x 2 -3x +2 = -2 x 2 -5x +1 | +2 x 2 +5x -1

x 2 +2x +1 = 0

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

x1,2 = -2 ± 2 2 -4 · 1 · 1 21

x1,2 = -2 ± 4 -4 2

x1,2 = -2 ± 0 2

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

x = -2 2 = -1

L={ -1 }

-1 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( -1 ) = -2 ( -1 ) 2 -5( -1 ) +1 = -21 +5 +1 = -2 +5 +1 = 4

Der einzige Schnittpunkt ist also S( -1 | 4 ).

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 -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 = 1 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 +1 oder f(x)= -4x +1 .

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

f(x)=g(x)

-4x +1 = - x 2 -7x -1 | + x 2 +7x +1

x 2 +3x +2 = 0

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

x1,2 = -3 ± 3 2 -4 · 1 · 2 21

x1,2 = -3 ± 9 -8 2

x1,2 = -3 ± 1 2

x1 = -3 + 1 2 = -3 +1 2 = -2 2 = -1

x2 = -3 - 1 2 = -3 -1 2 = -4 2 = -2

L={ -2 ; -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( -2 ) = - ( -2 ) 2 -7( -2 ) -1 = -4 +14 -1 = 9

g( -1 ) = - ( -1 ) 2 -7( -1 ) -1 = -1 +7 -1 = 5

Die Schnittpunkte sind also S1( -2 | 9 ) und S2( -1 | 5 ).