Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +20x +100 = 0

Lösung einblenden

x 2 +20x +100 = 0

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

x1,2 = -20 ± 20 2 -4 · 1 · 100 2⋅1

x1,2 = -20 ± 400 -400 2

x1,2 = -20 ± 0 2

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

x = -20 2 = -10

L={ -10 }

-10 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

5 x 2 -36 = -11x

Lösung einblenden
5 x 2 -36 = -11x | +11x

5 x 2 +11x -36 = 0

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

x1,2 = -11 ± 11 2 -4 · 5 · ( -36 ) 2⋅5

x1,2 = -11 ± 121 +720 10

x1,2 = -11 ± 841 10

x1 = -11 + 841 10 = -11 +29 10 = 18 10 = 1,8

x2 = -11 - 841 10 = -11 -29 10 = -40 10 = -4

L={ -4 ; 1,8 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +10x +16 = 0

Lösung einblenden

x 2 +10x +16 = 0

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

x1,2 = -10 ± 10 2 -4 · 1 · 16 2⋅1

x1,2 = -10 ± 100 -64 2

x1,2 = -10 ± 36 2

x1 = -10 + 36 2 = -10 +6 2 = -4 2 = -2

x2 = -10 - 36 2 = -10 -6 2 = -16 2 = -8

L={ -8 ; -2 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x 2 - x +7 = ( x -7 ) ( x -5 ) +3x -43

Lösung einblenden
2 x 2 - x +7 = ( x -7 ) ( x -5 ) +3x -43
2 x 2 - x +7 = x 2 -12x +35 +3x -43
2 x 2 - x +7 = x 2 -9x -8 | - x 2 +9x +8

x 2 +8x +15 = 0

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

x1,2 = -8 ± 8 2 -4 · 1 · 15 2⋅1

x1,2 = -8 ± 64 -60 2

x1,2 = -8 ± 4 2

x1 = -8 + 4 2 = -8 +2 2 = -6 2 = -3

x2 = -8 - 4 2 = -8 -2 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; -3 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 + 5 2 x + 25 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 + 5 2 x + 25 16 = 0 |⋅ 16
16( x 2 + 5 2 x + 25 16 ) = 0

16 x 2 +40x +25 = 0

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

x1,2 = -40 ± 40 2 -4 · 16 · 25 2⋅16

x1,2 = -40 ± 1600 -1600 32

x1,2 = -40 ± 0 32

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

x = -40 32 = - 5 4

L={ - 5 4 }

- 5 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( - 5 4 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= -2x +7
und
g(x)= - x 2 +2x +3 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

-2x +7 = - x 2 +2x +3 | + 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 2⋅1

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 ) = - 2 2 +2⋅2 +3 = -4 +4 +3 = 3

Der einzige Schnittpunkt ist also S( 2 | 3 ).

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 2 x -1 .

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 3 nach oben gehen. Die Steigung ist also m= - 3 2 .

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

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

f(x)=g(x)

- 3 2 x +3 = - x 2 - 13 2 x -1 |⋅ 2
2( - 3 2 x +3 ) = 2( - x 2 - 13 2 x -1 )
-3x +6 = -2 x 2 -13x -2 | +2 x 2 +13x +2
2 x 2 +10x +8 = 0 |:2

x 2 +5x +4 = 0

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

x1,2 = -5 ± 5 2 -4 · 1 · 4 2⋅1

x1,2 = -5 ± 25 -16 2

x1,2 = -5 ± 9 2

x1 = -5 + 9 2 = -5 +3 2 = -2 2 = -1

x2 = -5 - 9 2 = -5 -3 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 2 ⋅( -4 ) -1 = -16 +26 -1 = 9

g( -1 ) = - ( -1 ) 2 - 13 2 ⋅( -1 ) -1 = -1 + 13 2 -1 = 9 2

Die Schnittpunkte sind also S1( -4 | 9 ) und S2( -1 | 9 2 ).