Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

25 x 2 +40x +16 = 0

Lösung einblenden

25 x 2 +40x +16 = 0

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

x1,2 = -40 ± 40 2 -4 · 25 · 16 225

x1,2 = -40 ± 1600 -1600 50

x1,2 = -40 ± 0 50

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

x = -40 50 = - 4 5

L={ - 4 5 }

- 4 5 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

16 x 2 +24x = -9

Lösung einblenden
16 x 2 +24x = -9 | +9

16 x 2 +24x +9 = 0

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

x1,2 = -24 ± 24 2 -4 · 16 · 9 216

x1,2 = -24 ± 576 -576 32

x1,2 = -24 ± 0 32

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

x = -24 32 = - 3 4

L={ - 3 4 }

- 3 4 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 - 17 2 x +18 = 0

Lösung einblenden
x 2 - 17 2 x +18 = 0 |⋅ 2
2( x 2 - 17 2 x +18 ) = 0

2 x 2 -17x +36 = 0

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

x1,2 = +17 ± ( -17 ) 2 -4 · 2 · 36 22

x1,2 = +17 ± 289 -288 4

x1,2 = +17 ± 1 4

x1 = 17 + 1 4 = 17 +1 4 = 18 4 = 4,5

x2 = 17 - 1 4 = 17 -1 4 = 16 4 = 4

L={ 4 ; 4,5 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 + x -7 = ( 3x +9 ) ( x -1 ) +3x -13

Lösung einblenden
4 x 2 + x -7 = ( 3x +9 ) ( x -1 ) +3x -13
4 x 2 + x -7 = 3 x 2 +6x -9 +3x -13
4 x 2 + x -7 = 3 x 2 +9x -22 | -3 x 2 -9x +22

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 +4x +5 .

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 +4x +5 = 0

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

x1,2 = -4 ± 4 2 -4 · 1 · 5 21

x1,2 = -4 ± 16 -20 2

x1,2 = -4 ± ( -4 ) 2

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

L={}

Es gibt also keine Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 7x +23
und
g(x)= - x 2 -3x -3 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

7x +23 = - x 2 -3x -3 | + x 2 +3x +3

x 2 +10x +26 = 0

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

x1,2 = -10 ± 10 2 -4 · 1 · 26 21

x1,2 = -10 ± 100 -104 2

x1,2 = -10 ± ( -4 ) 2

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

L={}

Um die y-Werte der Schnittpunkte zu erhalten, setzt man die x-Werte in eine der beiden (oder zur Probe in beide) Funktionen ein:

Es gibt also keine Schnittpunkte.

Schnittpunkte mit MNF (Graph)

Beispiel:

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Gezeichnet ist die Gerade der Funktion f.

Nicht abgebildet ist der Graph von g mit g(x)= - x 2 - 13 2 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 = -1 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 -1 oder f(x)= - 1 2 x -1 .

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

f(x)=g(x)

- 1 2 x -1 = - x 2 - 13 2 x -6 |⋅ 2
2( - 1 2 x -1 ) = 2( - x 2 - 13 2 x -6 )
-x -2 = -2 x 2 -13x -12 | +2 x 2 +13x +12
2 x 2 +12x +10 = 0 |:2

x 2 +6x +5 = 0

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

x1,2 = -6 ± 6 2 -4 · 1 · 5 21

x1,2 = -6 ± 36 -20 2

x1,2 = -6 ± 16 2

x1 = -6 + 16 2 = -6 +4 2 = -2 2 = -1

x2 = -6 - 16 2 = -6 -4 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; -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( -5 ) = - ( -5 ) 2 - 13 2 ( -5 ) -6 = -25 + 65 2 -6 = 3 2

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

Die Schnittpunkte sind also S1( -5 | 3 2 ) und S2( -1 | - 1 2 ).