Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 -13x +10 = 0

Lösung einblenden

4 x 2 -13x +10 = 0

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

x1,2 = +13 ± ( -13 ) 2 -4 · 4 · 10 24

x1,2 = +13 ± 169 -160 8

x1,2 = +13 ± 9 8

x1 = 13 + 9 8 = 13 +3 8 = 16 8 = 2

x2 = 13 - 9 8 = 13 -3 8 = 10 8 = 1,25

L={ 1,25 ; 2 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

16x +16 x 2 = -4

Lösung einblenden
16 x 2 +16x = -4 | +4
16 x 2 +16x +4 = 0 |:4

4 x 2 +4x +1 = 0

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

x1,2 = -4 ± 4 2 -4 · 4 · 1 24

x1,2 = -4 ± 16 -16 8

x1,2 = -4 ± 0 8

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

x = -4 8 = - 1 2

L={ - 1 2 }

- 1 2 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 + 2 5 x + 1 25 = 0

Lösung einblenden
x 2 + 2 5 x + 1 25 = 0 |⋅ 25
25( x 2 + 2 5 x + 1 25 ) = 0

25 x 2 +10x +1 = 0

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

x1,2 = -10 ± 10 2 -4 · 25 · 1 225

x1,2 = -10 ± 100 -100 50

x1,2 = -10 ± 0 50

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

x = -10 50 = - 1 5

L={ - 1 5 }

- 1 5 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 x 2 -9x +1 = ( 2x +4 ) ( x +8 ) -27x -28

Lösung einblenden
3 x 2 -9x +1 = ( 2x +4 ) ( x +8 ) -27x -28
3 x 2 -9x +1 = 2 x 2 +20x +32 -27x -28
3 x 2 -9x +1 = 2 x 2 -7x +4 | -2 x 2 +7x -4

x 2 -2x -3 = 0

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

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

x1,2 = +2 ± 4 +12 2

x1,2 = +2 ± 16 2

x1 = 2 + 16 2 = 2 +4 2 = 6 2 = 3

x2 = 2 - 16 2 = 2 -4 2 = -2 2 = -1

L={ -1 ; 3 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= 2 x 2 -36x +162 .

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 -36x +162 = 0 |:2

x 2 -18x +81 = 0

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

x1,2 = +18 ± ( -18 ) 2 -4 · 1 · 81 21

x1,2 = +18 ± 324 -324 2

x1,2 = +18 ± 0 2

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

x = 18 2 = 9

L={ 9 }

9 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( 9 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 3 x 2 +4
und
g(x)= 2 x 2 -4x -1 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

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

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={}

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 +3x -2 .

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

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

f(x)=g(x)

-x +2 = - x 2 +3x -2 | + x 2 -3x +2

x 2 -4x +4 = 0

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

x1,2 = +4 ± ( -4 ) 2 -4 · 1 · 4 21

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 +32 -2 = -4 +6 -2 = 0

Der einzige Schnittpunkt ist also S( 2 |0).