Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

5 x 2 + x -6 = 0

Lösung einblenden

5 x 2 + x -6 = 0

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

x1,2 = -1 ± 1 2 -4 · 5 · ( -6 ) 25

x1,2 = -1 ± 1 +120 10

x1,2 = -1 ± 121 10

x1 = -1 + 121 10 = -1 +11 10 = 10 10 = 1

x2 = -1 - 121 10 = -1 -11 10 = -12 10 = -1,2

L={ -1,2 ; 1 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 +37 -24x = 0

Lösung einblenden

4 x 2 -24x +37 = 0

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

x1,2 = +24 ± ( -24 ) 2 -4 · 4 · 37 24

x1,2 = +24 ± 576 -592 8

x1,2 = +24 ± ( -16 ) 8

Da die Diskriminante (Zahl unter der Wurzel) negativ ist, hat die quadratische Gleichung keine Lösung!

L={}

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 - 11 2 x + 15 2 = 0

Lösung einblenden
x 2 - 11 2 x + 15 2 = 0 |⋅ 2
2( x 2 - 11 2 x + 15 2 ) = 0

2 x 2 -11x +15 = 0

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

x1,2 = +11 ± ( -11 ) 2 -4 · 2 · 15 22

x1,2 = +11 ± 121 -120 4

x1,2 = +11 ± 1 4

x1 = 11 + 1 4 = 11 +1 4 = 12 4 = 3

x2 = 11 - 1 4 = 11 -1 4 = 10 4 = 2,5

L={ 2,5 ; 3 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-6 x 2 +4x +9 = ( -7x -9 ) ( x +6 ) +51x +63

Lösung einblenden
-6 x 2 +4x +9 = ( -7x -9 ) ( x +6 ) +51x +63
-6 x 2 +4x +9 = -7 x 2 -51x -54 +51x +63
-6 x 2 +4x +9 = -7 x 2 +9 | -9
-6 x 2 +4x = -7 x 2 | +7 x 2
-6 x 2 +7 x 2 +4x = 0
x 2 +4x = 0
x ( x +4 ) = 0

Ein Produkt ist genau dann =0, wenn mindestens einer der beiden Faktoren =0 ist.

1. Fall:

x1 = 0

2. Fall:

x +4 = 0 | -4
x2 = -4

L={ -4 ; 0}

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= -3 x 2 -30x -75 .

Lösung einblenden

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

f(x)=0

-3 x 2 -30x -75 = 0 |:3

- x 2 -10x -25 = 0

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

x1,2 = +10 ± ( -10 ) 2 -4 · ( -1 ) · ( -25 ) 2( -1 )

x1,2 = +10 ± 100 -100 -2

x1,2 = +10 ± 0 -2

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

x = 10 -2 = -5

L={ -5 }

-5 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( -5 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 3x -14
und
g(x)= - x 2 +5x +1 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

3x -14 = - x 2 +5x +1 | + x 2 -5x -1

x 2 -2x -15 = 0

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

x1,2 = +2 ± ( -2 ) 2 -4 · 1 · ( -15 ) 21

x1,2 = +2 ± 4 +60 2

x1,2 = +2 ± 64 2

x1 = 2 + 64 2 = 2 +8 2 = 10 2 = 5

x2 = 2 - 64 2 = 2 -8 2 = -6 2 = -3

L={ -3 ; 5 }

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 +5( -3 ) +1 = -9 -15 +1 = -23

g( 5 ) = - 5 2 +55 +1 = -25 +25 +1 = 1

Die Schnittpunkte sind also S1( -3 | -23 ) und S2( 5 | 1 ).

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 + 3 2 x +12 .

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 2 Einheit(en) nach rechts geht, so muss man 1 nach oben gehen. Die Steigung ist also m= - 1 2 .

Der Term der abgebildeten Geraden ist also y= - 1 2 x -3 oder f(x)= - 1 2 x -3 .

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

f(x)=g(x)

- 1 2 x -3 = - x 2 + 3 2 x +12 |⋅ 2
2( - 1 2 x -3 ) = 2( - x 2 + 3 2 x +12 )
-x -6 = -2 x 2 +3x +24 | +2 x 2 -3x -24
2 x 2 -4x -30 = 0 |:2

x 2 -2x -15 = 0

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

x1,2 = +2 ± ( -2 ) 2 -4 · 1 · ( -15 ) 21

x1,2 = +2 ± 4 +60 2

x1,2 = +2 ± 64 2

x1 = 2 + 64 2 = 2 +8 2 = 10 2 = 5

x2 = 2 - 64 2 = 2 -8 2 = -6 2 = -3

L={ -3 ; 5 }

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 + 3 2 ( -3 ) +12 = -9 - 9 2 +12 = - 3 2

g( 5 ) = - 5 2 + 3 2 5 +12 = -25 + 15 2 +12 = - 11 2

Die Schnittpunkte sind also S1( -3 | - 3 2 ) und S2( 5 | - 11 2 ).