Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +18x +82 = 0

Lösung einblenden

x 2 +18x +82 = 0

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

x1,2 = -18 ± 18 2 -4 · 1 · 82 21

x1,2 = -18 ± 324 -328 2

x1,2 = -18 ± ( -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:

36 -12x + x 2 = 0

Lösung einblenden

x 2 -12x +36 = 0

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

x1,2 = +12 ± ( -12 ) 2 -4 · 1 · 36 21

x1,2 = +12 ± 144 -144 2

x1,2 = +12 ± 0 2

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

x = 12 2 = 6

L={ 6 }

6 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +10x +25 = 0

Lösung einblenden

x 2 +10x +25 = 0

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

x1,2 = -10 ± 10 2 -4 · 1 · 25 21

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!

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-5 x 2 +7x +2 = ( -6x -1 ) ( x -6 ) -28x -3

Lösung einblenden
-5 x 2 +7x +2 = ( -6x -1 ) ( x -6 ) -28x -3
-5 x 2 +7x +2 = -6 x 2 +35x +6 -28x -3
-5 x 2 +7x +2 = -6 x 2 +7x +3 | -2
-5 x 2 +7x = -6 x 2 +7x +1 | +6 x 2 -7x
x 2 = 1 | 2
x1 = - 1 = -1
x2 = 1 = 1

L={ -1 ; 1 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= -2 x 2 -8x +24 .

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 -8x +24 = 0 |:2

- x 2 -4x +12 = 0

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

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

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={ -6 ; 2 }

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( -6 |0) und N2( 2 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 5 x 2 +7x -6
und
g(x)= 4 x 2 +5x +2 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

5 x 2 +7x -6 = 4 x 2 +5x +2 | -4 x 2 -5x -2

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 ) = 4 ( -4 ) 2 +5( -4 ) +2 = 416 -20 +2 = 64 -20 +2 = 46

g( 2 ) = 4 2 2 +52 +2 = 44 +10 +2 = 16 +10 +2 = 28

Die Schnittpunkte sind also S1( -4 | 46 ) und S2( 2 | 28 ).

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 - 13 4 x +6 .

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 4 Einheit(en) nach rechts geht, so muss man 1 nach oben gehen. Die Steigung ist also m= - 1 4 .

Der Term der abgebildeten Geraden ist also y= - 1 4 x +2 oder f(x)= - 1 4 x +2 .

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

f(x)=g(x)

- 1 4 x +2 = - x 2 - 13 4 x +6 |⋅ 4
4( - 1 4 x +2 ) = 4( - x 2 - 13 4 x +6 )
-x +8 = -4 x 2 -13x +24 | +4 x 2 +13x -24
4 x 2 +12x -16 = 0 |:4

x 2 +3x -4 = 0

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

x1,2 = -3 ± 3 2 -4 · 1 · ( -4 ) 21

x1,2 = -3 ± 9 +16 2

x1,2 = -3 ± 25 2

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

x2 = -3 - 25 2 = -3 -5 2 = -8 2 = -4

L={ -4 ; 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( -4 ) = - ( -4 ) 2 - 13 4 ( -4 ) +6 = -16 +13 +6 = 3

g( 1 ) = - 1 2 - 13 4 1 +6 = -1 - 13 4 +6 = 7 4

Die Schnittpunkte sind also S1( -4 | 3 ) und S2( 1 | 7 4 ).