Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 - x -42 = 0

Lösung einblenden

x 2 - x -42 = 0

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

x1,2 = +1 ± ( -1 ) 2 -4 · 1 · ( -42 ) 21

x1,2 = +1 ± 1 +168 2

x1,2 = +1 ± 169 2

x1 = 1 + 169 2 = 1 +13 2 = 14 2 = 7

x2 = 1 - 169 2 = 1 -13 2 = -12 2 = -6

L={ -6 ; 7 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +1 = 2x

Lösung einblenden
x 2 +1 = 2x | -2x

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!

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 - 5 2 x + 41 16 = 0

Lösung einblenden
x 2 - 5 2 x + 41 16 = 0 |⋅ 16
16( x 2 - 5 2 x + 41 16 ) = 0

16 x 2 -40x +41 = 0

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

x1,2 = +40 ± ( -40 ) 2 -4 · 16 · 41 216

x1,2 = +40 ± 1600 -2624 32

x1,2 = +40 ± ( -1024 ) 32

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

L={}

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-4 x 2 -8x -8 = ( -5x -3 ) ( x +1 ) +3x -1

Lösung einblenden
-4 x 2 -8x -8 = ( -5x -3 ) ( x +1 ) +3x -1
-4 x 2 -8x -8 = -5 x 2 -8x -3 +3x -1
-4 x 2 -8x -8 = -5 x 2 -5x -4 | +5 x 2 +5x +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 = 8 2 = 4

x2 = 3 - 25 2 = 3 -5 2 = -2 2 = -1

L={ -1 ; 4 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 + 4 5 x + 4 25 .

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 + 4 5 x + 4 25 = 0 |⋅ 25
25( x 2 + 4 5 x + 4 25 ) = 0

25 x 2 +20x +4 = 0

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

x1,2 = -20 ± 20 2 -4 · 25 · 4 225

x1,2 = -20 ± 400 -400 50

x1,2 = -20 ± 0 50

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

x = -20 50 = - 2 5

L={ - 2 5 }

- 2 5 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( - 2 5 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 6 x 2 -6x +3
und
g(x)= 5 x 2 -2x -1 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

6 x 2 -6x +3 = 5 x 2 -2x -1 | -5 x 2 +2x +1

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 ) = 5 2 2 -22 -1 = 54 -4 -1 = 20 -4 -1 = 15

Der einzige Schnittpunkt ist also S( 2 | 15 ).

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

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

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

f(x)=g(x)

-2x -2 = - x 2 -4x +6 | + x 2 +4x -6

x 2 +2x -8 = 0

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

x1,2 = -2 ± 2 2 -4 · 1 · ( -8 ) 21

x1,2 = -2 ± 4 +32 2

x1,2 = -2 ± 36 2

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

x2 = -2 - 36 2 = -2 -6 2 = -8 2 = -4

L={ -4 ; 2 }

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 ) +6 = -16 +16 +6 = 6

g( 2 ) = - 2 2 -42 +6 = -4 -8 +6 = -6

Die Schnittpunkte sind also S1( -4 | 6 ) und S2( 2 | -6 ).