Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +6x +10 = 0

Lösung einblenden

x 2 +6x +10 = 0

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

x1,2 = -6 ± 6 2 -4 · 1 · 10 21

x1,2 = -6 ± 36 -40 2

x1,2 = -6 ± ( -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:

-3x + x 2 = 28

Lösung einblenden
x 2 -3x = 28 | -28

x 2 -3x -28 = 0

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

x1,2 = +3 ± ( -3 ) 2 -4 · 1 · ( -28 ) 21

x1,2 = +3 ± 9 +112 2

x1,2 = +3 ± 121 2

x1 = 3 + 121 2 = 3 +11 2 = 14 2 = 7

x2 = 3 - 121 2 = 3 -11 2 = -8 2 = -4

L={ -4 ; 7 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 + 25 2 x +25 = 0

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

2 x 2 +25x +50 = 0

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

x1,2 = -25 ± 25 2 -4 · 2 · 50 22

x1,2 = -25 ± 625 -400 4

x1,2 = -25 ± 225 4

x1 = -25 + 225 4 = -25 +15 4 = -10 4 = -2,5

x2 = -25 - 225 4 = -25 -15 4 = -40 4 = -10

L={ -10 ; -2,5 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

10 x 2 - x +6 = ( 9x -5 ) ( x +8 ) -67x +52

Lösung einblenden
10 x 2 - x +6 = ( 9x -5 ) ( x +8 ) -67x +52
10 x 2 - x +6 = 9 x 2 +67x -40 -67x +52
10 x 2 - x +6 = 9 x 2 +12 | -9 x 2 -12

x 2 - x -6 = 0

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

x1,2 = +1 ± ( -1 ) 2 -4 · 1 · ( -6 ) 21

x1,2 = +1 ± 1 +24 2

x1,2 = +1 ± 25 2

x1 = 1 + 25 2 = 1 +5 2 = 6 2 = 3

x2 = 1 - 25 2 = 1 -5 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 +16x +64 .

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 +16x +64 = 0

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

x1,2 = -16 ± 16 2 -4 · 1 · 64 21

x1,2 = -16 ± 256 -256 2

x1,2 = -16 ± 0 2

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

x = -16 2 = -8

L={ -8 }

-8 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( -8 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 5 x 2 +9x +13
und
g(x)= 4 x 2 +2x +3 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

5 x 2 +9x +13 = 4 x 2 +2x +3 | -4 x 2 -2x -3

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 }

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 ) = 4 ( -5 ) 2 +2( -5 ) +3 = 425 -10 +3 = 100 -10 +3 = 93

g( -2 ) = 4 ( -2 ) 2 +2( -2 ) +3 = 44 -4 +3 = 16 -4 +3 = 15

Die Schnittpunkte sind also S1( -5 | 93 ) und S2( -2 | 15 ).

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 +2x -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 = -2 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 3 nach oben gehen. Die Steigung ist also m=-3.

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

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

f(x)=g(x)

-3x -2 = - x 2 +2x -8 | + x 2 -2x +8

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 }

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 +22 -8 = -4 +4 -8 = -8

g( 3 ) = - 3 2 +23 -8 = -9 +6 -8 = -11

Die Schnittpunkte sind also S1( 2 | -8 ) und S2( 3 | -11 ).