Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +12x +36 = 0

Lösung einblenden

x 2 +12x +36 = 0

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

x1,2 = -12 ± 12 2 -4 · 1 · 36 21

x1,2 = -12 ± 144 -144 2

x1,2 = -12 ± 0 2

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

x = -12 2 = -6

L={ -6 }

-6 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x 2 -28 + x = 0

Lösung einblenden

2 x 2 + x -28 = 0

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

x1,2 = -1 ± 1 2 -4 · 2 · ( -28 ) 22

x1,2 = -1 ± 1 +224 4

x1,2 = -1 ± 225 4

x1 = -1 + 225 4 = -1 +15 4 = 14 4 = 3,5

x2 = -1 - 225 4 = -1 -15 4 = -16 4 = -4

L={ -4 ; 3,5 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +2x +2 = 0

Lösung einblenden

x 2 +2x +2 = 0

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

x1,2 = -2 ± 2 2 -4 · 1 · 2 21

x1,2 = -2 ± 4 -8 2

x1,2 = -2 ± ( -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:

-8 x 2 -3x -4 = ( -9x -6 ) ( x -5 ) -37x -40

Lösung einblenden
-8 x 2 -3x -4 = ( -9x -6 ) ( x -5 ) -37x -40
-8 x 2 -3x -4 = -9 x 2 +39x +30 -37x -40
-8 x 2 -3x -4 = -9 x 2 +2x -10 | +9 x 2 -2x +10

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 = 6 2 = 3

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

L={ 2 ; 3 }

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 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!

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)= - x 2 + x +4
und
g(x)= -2 x 2 -5x -5 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

- x 2 + x +4 = -2 x 2 -5x -5 | +2 x 2 +5x +5

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!

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 ) = -2 ( -3 ) 2 -5( -3 ) -5 = -29 +15 -5 = -18 +15 -5 = -8

Der einzige Schnittpunkt ist also S( -3 | -8 ).

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 + 17 3 x -4 .

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 = 0 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 2 nach oben gehen. Die Steigung ist also m= 2 3 .

Der Term der abgebildeten Geraden ist also y= 2 3 x oder f(x)= 2 3 x .

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

f(x)=g(x)

2 3 x = - x 2 + 17 3 x -4 |⋅ 3
2x = 3( - x 2 + 17 3 x -4 )
2x = -3 x 2 +17x -12 | +3 x 2 -17x +12
3 x 2 -15x +12 = 0 |:3

x 2 -5x +4 = 0

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

x1,2 = +5 ± ( -5 ) 2 -4 · 1 · 4 21

x1,2 = +5 ± 25 -16 2

x1,2 = +5 ± 9 2

x1 = 5 + 9 2 = 5 +3 2 = 8 2 = 4

x2 = 5 - 9 2 = 5 -3 2 = 2 2 = 1

L={ 1 ; 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( 1 ) = - 1 2 + 17 3 1 -4 = -1 + 17 3 -4 = 2 3

g( 4 ) = - 4 2 + 17 3 4 -4 = -16 + 68 3 -4 = 8 3

Die Schnittpunkte sind also S1( 1 | 2 3 ) und S2( 4 | 8 3 ).