Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x 2 -7x +3 = 0

Lösung einblenden

2 x 2 -7x +3 = 0

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

x1,2 = +7 ± ( -7 ) 2 -4 · 2 · 3 22

x1,2 = +7 ± 49 -24 4

x1,2 = +7 ± 25 4

x1 = 7 + 25 4 = 7 +5 4 = 12 4 = 3

x2 = 7 - 25 4 = 7 -5 4 = 2 4 = 0,5

L={ 0,5 ; 3 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

9 +4 x 2 = -12x

Lösung einblenden
4 x 2 +9 = -12x | +12x

4 x 2 +12x +9 = 0

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

x1,2 = -12 ± 12 2 -4 · 4 · 9 24

x1,2 = -12 ± 144 -144 8

x1,2 = -12 ± 0 8

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

x = -12 8 = - 3 2

L={ - 3 2 }

- 3 2 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 + 37 5 x - 24 5 = 0

Lösung einblenden
x 2 + 37 5 x - 24 5 = 0 |⋅ 5
5( x 2 + 37 5 x - 24 5 ) = 0

5 x 2 +37x -24 = 0

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

x1,2 = -37 ± 37 2 -4 · 5 · ( -24 ) 25

x1,2 = -37 ± 1369 +480 10

x1,2 = -37 ± 1849 10

x1 = -37 + 1849 10 = -37 +43 10 = 6 10 = 0,6

x2 = -37 - 1849 10 = -37 -43 10 = -80 10 = -8

L={ -8 ; 0,6 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

8 x 2 - x +5 = ( 7x -7 ) ( x -3 ) +31x -19

Lösung einblenden
8 x 2 - x +5 = ( 7x -7 ) ( x -3 ) +31x -19
8 x 2 - x +5 = 7 x 2 -28x +21 +31x -19
8 x 2 - x +5 = 7 x 2 +3x +2 | -7 x 2 -3x -2

x 2 -4x +3 = 0

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

x1,2 = +4 ± ( -4 ) 2 -4 · 1 · 3 21

x1,2 = +4 ± 16 -12 2

x1,2 = +4 ± 4 2

x1 = 4 + 4 2 = 4 +2 2 = 6 2 = 3

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

L={ 1 ; 3 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= - x 2 + x +20 .

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 +20 = 0

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

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

x1,2 = -1 ± 1 +80 -2

x1,2 = -1 ± 81 -2

x1 = -1 + 81 -2 = -1 +9 -2 = 8 -2 = -4

x2 = -1 - 81 -2 = -1 -9 -2 = -10 -2 = 5

L={ -4 ; 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( -4 |0) und N2( 5 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 6 x 2 +5x -3
und
g(x)= 5 x 2 +3x +5 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

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

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 = 4 2 = 2

x2 = -2 - 36 2 = -2 -6 2 = -8 2 = -4

L={ -4 ; 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( -4 ) = 5 ( -4 ) 2 +3( -4 ) +5 = 516 -12 +5 = 80 -12 +5 = 73

g( 2 ) = 5 2 2 +32 +5 = 54 +6 +5 = 20 +6 +5 = 31

Die Schnittpunkte sind also S1( -4 | 73 ) und S2( 2 | 31 ).

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 - 2 3 x +7 .

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 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 -2 oder f(x)= - 2 3 x -2 .

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

f(x)=g(x)

- 2 3 x -2 = - x 2 - 2 3 x +7 | +2
- 2 3 x = - x 2 - 2 3 x +9 | + x 2 + 2 3 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 - 2 3 ( -3 ) +7 = -9 +2 +7 = 0

g( 3 ) = - 3 2 - 2 3 3 +7 = -9 -2 +7 = -4

Die Schnittpunkte sind also S1( -3 |0) und S2( 3 | -4 ).