Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x 2 +9x -81 = 0

Lösung einblenden

2 x 2 +9x -81 = 0

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

x1,2 = -9 ± 9 2 -4 · 2 · ( -81 ) 22

x1,2 = -9 ± 81 +648 4

x1,2 = -9 ± 729 4

x1 = -9 + 729 4 = -9 +27 4 = 18 4 = 4,5

x2 = -9 - 729 4 = -9 -27 4 = -36 4 = -9

L={ -9 ; 4,5 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

100 + x 2 +20x = 0

Lösung einblenden

x 2 +20x +100 = 0

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

x1,2 = -20 ± 20 2 -4 · 1 · 100 21

x1,2 = -20 ± 400 -400 2

x1,2 = -20 ± 0 2

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

x = -20 2 = -10

L={ -10 }

-10 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 - 9 2 x - 35 2 = 0

Lösung einblenden
x 2 - 9 2 x - 35 2 = 0 |⋅ 2
2( x 2 - 9 2 x - 35 2 ) = 0

2 x 2 -9x -35 = 0

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

x1,2 = +9 ± ( -9 ) 2 -4 · 2 · ( -35 ) 22

x1,2 = +9 ± 81 +280 4

x1,2 = +9 ± 361 4

x1 = 9 + 361 4 = 9 +19 4 = 28 4 = 7

x2 = 9 - 361 4 = 9 -19 4 = -10 4 = -2,5

L={ -2,5 ; 7 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 x 2 -8x +1 = ( 2x -3 ) ( x +4 ) -21x -3

Lösung einblenden
3 x 2 -8x +1 = ( 2x -3 ) ( x +4 ) -21x -3
3 x 2 -8x +1 = 2 x 2 +5x -12 -21x -3
3 x 2 -8x +1 = 2 x 2 -16x -15 | -2 x 2 +16x +15

x 2 +8x +16 = 0

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

x1,2 = -8 ± 8 2 -4 · 1 · 16 21

x1,2 = -8 ± 64 -64 2

x1,2 = -8 ± 0 2

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

x = -8 2 = -4

L={ -4 }

-4 ist 2-fache Lösung!

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= -2 x 2 +10x +100 .

Lösung einblenden

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

f(x)=0

-2 x 2 +10x +100 = 0 |:2

- x 2 +5x +50 = 0

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

x1,2 = -5 ± 5 2 -4 · ( -1 ) · 50 2( -1 )

x1,2 = -5 ± 25 +200 -2

x1,2 = -5 ± 225 -2

x1 = -5 + 225 -2 = -5 +15 -2 = 10 -2 = -5

x2 = -5 - 225 -2 = -5 -15 -2 = -20 -2 = 10

L={ -5 ; 10 }

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( -5 |0) und N2( 10 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 6x +18
und
g(x)= - x 2 -2x +2 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

6x +18 = - x 2 -2x +2 | + x 2 +2x -2

x 2 +8x +16 = 0

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

x1,2 = -8 ± 8 2 -4 · 1 · 16 21

x1,2 = -8 ± 64 -64 2

x1,2 = -8 ± 0 2

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

x = -8 2 = -4

L={ -4 }

-4 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( -4 ) = - ( -4 ) 2 -2( -4 ) +2 = -16 +8 +2 = -6

Der einzige Schnittpunkt ist also S( -4 | -6 ).

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 - 10 3 x .

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 3 Einheit(en) nach rechts geht, so muss man 4 nach oben gehen. Die Steigung ist also m= - 4 3 .

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

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

f(x)=g(x)

- 4 3 x -3 = - x 2 - 10 3 x |⋅ 3
3( - 4 3 x -3 ) = 3( - x 2 - 10 3 x )
-4x -9 = -3 x 2 -10x | +3 x 2 +10x
3 x 2 +6x -9 = 0 |:3

x 2 +2x -3 = 0

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

x1,2 = -2 ± 2 2 -4 · 1 · ( -3 ) 21

x1,2 = -2 ± 4 +12 2

x1,2 = -2 ± 16 2

x1 = -2 + 16 2 = -2 +4 2 = 2 2 = 1

x2 = -2 - 16 2 = -2 -4 2 = -6 2 = -3

L={ -3 ; 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( -3 ) = - ( -3 ) 2 - 10 3 ( -3 ) = -9 +10 = 1

g( 1 ) = - 1 2 - 10 3 1 = -1 - 10 3 = - 13 3

Die Schnittpunkte sind also S1( -3 | 1 ) und S2( 1 | - 13 3 ).