Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 +36x +82 = 0

Lösung einblenden
4 x 2 +36x +82 = 0 |:2

2 x 2 +18x +41 = 0

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

x1,2 = -18 ± 18 2 -4 · 2 · 41 22

x1,2 = -18 ± 324 -328 4

x1,2 = -18 ± ( -4 ) 4

Da die Diskriminante (Zahl unter der Wurzel) negativ ist, hat die quadratische Gleichung keine Lösung!

L={}

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x 2 -16x = 40

Lösung einblenden
2 x 2 -16x = 40 | -40
2 x 2 -16x -40 = 0 |:2

x 2 -8x -20 = 0

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

x1,2 = +8 ± ( -8 ) 2 -4 · 1 · ( -20 ) 21

x1,2 = +8 ± 64 +80 2

x1,2 = +8 ± 144 2

x1 = 8 + 144 2 = 8 +12 2 = 20 2 = 10

x2 = 8 - 144 2 = 8 -12 2 = -4 2 = -2

L={ -2 ; 10 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 x 2 +12x +15 = 0

Lösung einblenden
3 x 2 +12x +15 = 0 |:3

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 ± ( -4 ) 2

Da die Diskriminante (Zahl unter der Wurzel) negativ ist, hat die quadratische Gleichung keine Lösung!

L={}

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 x 2 -6x -5 = ( 2x +8 ) ( x +8 ) -37x -81

Lösung einblenden
3 x 2 -6x -5 = ( 2x +8 ) ( x +8 ) -37x -81
3 x 2 -6x -5 = 2 x 2 +24x +64 -37x -81
3 x 2 -6x -5 = 2 x 2 -13x -17 | -2 x 2 +13x +17

x 2 +7x +12 = 0

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

x1,2 = -7 ± 7 2 -4 · 1 · 12 21

x1,2 = -7 ± 49 -48 2

x1,2 = -7 ± 1 2

x1 = -7 + 1 2 = -7 +1 2 = -6 2 = -3

x2 = -7 - 1 2 = -7 -1 2 = -8 2 = -4

L={ -4 ; -3 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= 3 x 2 +42x +147 .

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 +42x +147 = 0 |:3

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!

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( -7 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

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

x 2 -2x -8 = 0

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

x1,2 = +2 ± ( -2 ) 2 -4 · 1 · ( -8 ) 21

x1,2 = +2 ± 4 +32 2

x1,2 = +2 ± 36 2

x1 = 2 + 36 2 = 2 +6 2 = 8 2 = 4

x2 = 2 - 36 2 = 2 -6 2 = -4 2 = -2

L={ -2 ; 4 }

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 +2( -2 ) +3 = 4 -4 +3 = 3

g( 4 ) = 4 2 +24 +3 = 16 +8 +3 = 27

Die Schnittpunkte sind also S1( -2 | 3 ) und S2( 4 | 27 ).

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 + x +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 = -3 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 1 nach oben gehen. Die Steigung ist also m=1.

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

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

f(x)=g(x)

x -3 = - x 2 + x +6 | +3
x = - x 2 + x +9 | + x 2 - x
x 2 = 9 | 2
x1 = - 9 = -3
x2 = 9 = 3

L={ -3 ; 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( -3 ) = - ( -3 ) 2 -3 +6 = -9 -3 +6 = -6

g( 3 ) = - 3 2 +3 +6 = -9 +3 +6 = 0

Die Schnittpunkte sind also S1( -3 | -6 ) und S2( 3 |0).