Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 -36x +82 = 0

Lösung einblenden
4 x 2 -36x +82 = 0 |:2

2 x 2 -18x +41 = 0

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

x1,2 = +18 ± ( -18 ) 2 -4 · 2 · 41 22

x1,2 = +18 ± 324 -328 4

x1,2 = +18 ± ( -4 ) 4

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

L={}

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 -9x +14 = 0

Lösung einblenden

x 2 -9x +14 = 0

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

x1,2 = +9 ± ( -9 ) 2 -4 · 1 · 14 21

x1,2 = +9 ± 81 -56 2

x1,2 = +9 ± 25 2

x1 = 9 + 25 2 = 9 +5 2 = 14 2 = 7

x2 = 9 - 25 2 = 9 -5 2 = 4 2 = 2

L={ 2 ; 7 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

- x 2 +6x -9 = 0

Lösung einblenden

- x 2 +6x -9 = 0

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

x1,2 = -6 ± 6 2 -4 · ( -1 ) · ( -9 ) 2( -1 )

x1,2 = -6 ± 36 -36 -2

x1,2 = -6 ± 0 -2

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

x = -6 -2 = 3

L={ 3 }

3 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-3 x 2 +7x +2 = ( -4x +1 ) ( x +6 ) +26x -7

Lösung einblenden
-3 x 2 +7x +2 = ( -4x +1 ) ( x +6 ) +26x -7
-3 x 2 +7x +2 = -4 x 2 -23x +6 +26x -7
-3 x 2 +7x +2 = -4 x 2 +3x -1 | +4 x 2 -3x +1

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 = -2 2 = -1

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

L={ -3 ; -1 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= 2 x 2 +14x -60 .

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 +14x -60 = 0 |:2

x 2 +7x -30 = 0

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

x1,2 = -7 ± 7 2 -4 · 1 · ( -30 ) 21

x1,2 = -7 ± 49 +120 2

x1,2 = -7 ± 169 2

x1 = -7 + 169 2 = -7 +13 2 = 6 2 = 3

x2 = -7 - 169 2 = -7 -13 2 = -20 2 = -10

L={ -10 ; 3 }

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( -10 |0) und N2( 3 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 5 x 2 -9x +4
und
g(x)= 4 x 2 -4x -2 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

5 x 2 -9x +4 = 4 x 2 -4x -2 | -4 x 2 +4x +2

x 2 -5x +6 = 0

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

x1,2 = +5 ± ( -5 ) 2 -4 · 1 · 6 21

x1,2 = +5 ± 25 -24 2

x1,2 = +5 ± 1 2

x1 = 5 + 1 2 = 5 +1 2 = 6 2 = 3

x2 = 5 - 1 2 = 5 -1 2 = 4 2 = 2

L={ 2 ; 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( 2 ) = 4 2 2 -42 -2 = 44 -8 -2 = 16 -8 -2 = 6

g( 3 ) = 4 3 2 -43 -2 = 49 -12 -2 = 36 -12 -2 = 22

Die Schnittpunkte sind also S1( 2 | 6 ) und S2( 3 | 22 ).

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 + 1 2 x +14 .

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 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 +2 oder f(x)= - 1 2 x +2 .

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

f(x)=g(x)

- 1 2 x +2 = - x 2 + 1 2 x +14 |⋅ 2
2( - 1 2 x +2 ) = 2( - x 2 + 1 2 x +14 )
-x +4 = -2 x 2 + x +28 | +2 x 2 - x -28
2 x 2 -2x -24 = 0 |:2

x 2 - x -12 = 0

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

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

x1,2 = +1 ± 1 +48 2

x1,2 = +1 ± 49 2

x1 = 1 + 49 2 = 1 +7 2 = 8 2 = 4

x2 = 1 - 49 2 = 1 -7 2 = -6 2 = -3

L={ -3 ; 4 }

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 + 1 2 ( -3 ) +14 = -9 - 3 2 +14 = 7 2

g( 4 ) = - 4 2 + 1 2 4 +14 = -16 +2 +14 = 0

Die Schnittpunkte sind also S1( -3 | 7 2 ) und S2( 4 |0).