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:

x 2 -18 = 7x

Lösung einblenden
x 2 -18 = 7x | -7x

x 2 -7x -18 = 0

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

x1,2 = +7 ± ( -7 ) 2 -4 · 1 · ( -18 ) 2⋅1

x1,2 = +7 ± 49 +72 2

x1,2 = +7 ± 121 2

x1 = 7 + 121 2 = 7 +11 2 = 18 2 = 9

x2 = 7 - 121 2 = 7 -11 2 = -4 2 = -2

L={ -2 ; 9 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 - 1 2 x -18 = 0

Lösung einblenden
x 2 - 1 2 x -18 = 0 |⋅ 2
2( x 2 - 1 2 x -18 ) = 0

2 x 2 - x -36 = 0

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

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

x1,2 = +1 ± 1 +288 4

x1,2 = +1 ± 289 4

x1 = 1 + 289 4 = 1 +17 4 = 18 4 = 4,5

x2 = 1 - 289 4 = 1 -17 4 = -16 4 = -4

L={ -4 ; 4,5 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-7 x 2 +5x -6 = ( -8x +5 ) ( x -2 ) -16x +20

Lösung einblenden
-7 x 2 +5x -6 = ( -8x +5 ) ( x -2 ) -16x +20
-7 x 2 +5x -6 = -8 x 2 +21x -10 -16x +20
-7 x 2 +5x -6 = -8 x 2 +5x +10 | +6
-7 x 2 +5x = -8 x 2 +5x +16 | +8 x 2 -5x
x 2 = 16 | ⋅2
x1 = - 16 = -4
x2 = 16 = 4

L={ -4 ; 4 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 +5x + 29 4 .

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 +5x + 29 4 = 0 |⋅ 4
4( x 2 +5x + 29 4 ) = 0

4 x 2 +20x +29 = 0

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

x1,2 = -20 ± 20 2 -4 · 4 · 29 2⋅4

x1,2 = -20 ± 400 -464 8

x1,2 = -20 ± ( -64 ) 8

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)= - x 2 +12x +21
und
g(x)= -2 x 2 +4x +5 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

- x 2 +12x +21 = -2 x 2 +4x +5 | +2 x 2 -4x -5

x 2 +8x +16 = 0

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

x1,2 = -8 ± 8 2 -4 · 1 · 16 2⋅1

x1,2 = -8 ± 64 -64 2

x1,2 = -8 ± 0 2

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

x = -8 2 = -4

L={ -4 }

-4 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( -4 ) = -2⋅ ( -4 ) 2 +4⋅( -4 ) +5 = -2⋅16 -16 +5 = -32 -16 +5 = -43

Der einzige Schnittpunkt ist also S( -4 | -43 ).

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 +6x -12 .

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 = 0 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 oder f(x)= -x .

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

f(x)=g(x)

-x = - x 2 +6x -12 | + x 2 -6x +12

x 2 -7x +12 = 0

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

x1,2 = +7 ± ( -7 ) 2 -4 · 1 · 12 2⋅1

x1,2 = +7 ± 49 -48 2

x1,2 = +7 ± 1 2

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

x2 = 7 - 1 2 = 7 -1 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 +6⋅3 -12 = -9 +18 -12 = -3

g( 4 ) = - 4 2 +6⋅4 -12 = -16 +24 -12 = -4

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