Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 -4x -12 = 0

Lösung einblenden

x 2 -4x -12 = 0

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

x1,2 = +4 ± ( -4 ) 2 -4 · 1 · ( -12 ) 21

x1,2 = +4 ± 16 +48 2

x1,2 = +4 ± 64 2

x1 = 4 + 64 2 = 4 +8 2 = 12 2 = 6

x2 = 4 - 64 2 = 4 -8 2 = -4 2 = -2

L={ -2 ; 6 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

25x +50 = -2 x 2

Lösung einblenden
25x +50 = -2 x 2 | +2 x 2

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 Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-2 x 2 +16x -32 = 0

Lösung einblenden
-2 x 2 +16x -32 = 0 |:2

- x 2 +8x -16 = 0

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

x1,2 = -8 ± 8 2 -4 · ( -1 ) · ( -16 ) 2( -1 )

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!

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

5 x 2 +6x -1 = ( 4x +1 ) ( x +4 ) -3x -20

Lösung einblenden
5 x 2 +6x -1 = ( 4x +1 ) ( x +4 ) -3x -20
5 x 2 +6x -1 = 4 x 2 +17x +4 -3x -20
5 x 2 +6x -1 = 4 x 2 +14x -16 | -4 x 2 -14x +16

x 2 -8x +15 = 0

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

x1,2 = +8 ± ( -8 ) 2 -4 · 1 · 15 21

x1,2 = +8 ± 64 -60 2

x1,2 = +8 ± 4 2

x1 = 8 + 4 2 = 8 +2 2 = 10 2 = 5

x2 = 8 - 4 2 = 8 -2 2 = 6 2 = 3

L={ 3 ; 5 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 +8x +16 .

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 +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!

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( -4 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= -3 x 2 +6x +1
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)

-3 x 2 +6x +1 = -4 x 2 +2x -3 | +4 x 2 -2x +3

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!

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 ) = -4 ( -2 ) 2 +2( -2 ) -3 = -44 -4 -3 = -16 -4 -3 = -23

Der einzige Schnittpunkt ist also S( -2 | -23 ).

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 +4x +5 .

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

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

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

f(x)=g(x)

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

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 = 6 2 = 3

x2 = 2 - 16 2 = 2 -4 2 = -2 2 = -1

L={ -1 ; 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( -1 ) = - ( -1 ) 2 +4( -1 ) +5 = -1 -4 +5 = 0

g( 3 ) = - 3 2 +43 +5 = -9 +12 +5 = 8

Die Schnittpunkte sind also S1( -1 |0) und S2( 3 | 8 ).