Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x 2 -22x +56 = 0

Lösung einblenden
2 x 2 -22x +56 = 0 |:2

x 2 -11x +28 = 0

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

x1,2 = +11 ± ( -11 ) 2 -4 · 1 · 28 21

x1,2 = +11 ± 121 -112 2

x1,2 = +11 ± 9 2

x1 = 11 + 9 2 = 11 +3 2 = 14 2 = 7

x2 = 11 - 9 2 = 11 -3 2 = 8 2 = 4

L={ 4 ; 7 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +36 = 12x

Lösung einblenden
x 2 +36 = 12x | -12x

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:

-3 x 2 -36x -108 = 0

Lösung einblenden
-3 x 2 -36x -108 = 0 |:3

- x 2 -12x -36 = 0

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

x1,2 = +12 ± ( -12 ) 2 -4 · ( -1 ) · ( -36 ) 2( -1 )

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 vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x 2 -2x -7 = ( x +9 ) ( x +1 ) -18x -24

Lösung einblenden
2 x 2 -2x -7 = ( x +9 ) ( x +1 ) -18x -24
2 x 2 -2x -7 = x 2 +10x +9 -18x -24
2 x 2 -2x -7 = x 2 -8x -15 | - x 2 +8x +15

x 2 +6x +8 = 0

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

x1,2 = -6 ± 6 2 -4 · 1 · 8 21

x1,2 = -6 ± 36 -32 2

x1,2 = -6 ± 4 2

x1 = -6 + 4 2 = -6 +2 2 = -4 2 = -2

x2 = -6 - 4 2 = -6 -2 2 = -8 2 = -4

L={ -4 ; -2 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 -2x +1 .

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 -2x +1 = 0

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

x1,2 = +2 ± ( -2 ) 2 -4 · 1 · 1 21

x1,2 = +2 ± 4 -4 2

x1,2 = +2 ± 0 2

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

x = 2 2 = 1

L={ 1 }

1 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( 1 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

-x = - x 2 -4x +4 | + x 2 +4x -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 -4( -4 ) +4 = -16 +16 +4 = 4

g( 1 ) = - 1 2 -41 +4 = -1 -4 +4 = -1

Die Schnittpunkte sind also S1( -4 | 4 ) und S2( 1 | -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 +4x +11 .

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

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

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

f(x)=g(x)

x +1 = - x 2 +4x +11 | + x 2 -4x -11

x 2 -3x -10 = 0

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

x1,2 = +3 ± ( -3 ) 2 -4 · 1 · ( -10 ) 21

x1,2 = +3 ± 9 +40 2

x1,2 = +3 ± 49 2

x1 = 3 + 49 2 = 3 +7 2 = 10 2 = 5

x2 = 3 - 49 2 = 3 -7 2 = -4 2 = -2

L={ -2 ; 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( -2 ) = - ( -2 ) 2 +4( -2 ) +11 = -4 -8 +11 = -1

g( 5 ) = - 5 2 +45 +11 = -25 +20 +11 = 6

Die Schnittpunkte sind also S1( -2 | -1 ) und S2( 5 | 6 ).