Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 +24x +20 = 0

Lösung einblenden
4 x 2 +24x +20 = 0 |:4

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 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

101 +4 x 2 +40x = 0

Lösung einblenden

4 x 2 +40x +101 = 0

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

x1,2 = -40 ± 40 2 -4 · 4 · 101 24

x1,2 = -40 ± 1600 -1616 8

x1,2 = -40 ± ( -16 ) 8

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

L={}

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 + 13 2 x -35 = 0

Lösung einblenden
x 2 + 13 2 x -35 = 0 |⋅ 2
2( x 2 + 13 2 x -35 ) = 0

2 x 2 +13x -70 = 0

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

x1,2 = -13 ± 13 2 -4 · 2 · ( -70 ) 22

x1,2 = -13 ± 169 +560 4

x1,2 = -13 ± 729 4

x1 = -13 + 729 4 = -13 +27 4 = 14 4 = 3,5

x2 = -13 - 729 4 = -13 -27 4 = -40 4 = -10

L={ -10 ; 3,5 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-2 x 2 + x +5 = ( -3x -6 ) ( x -1 ) +3x +5

Lösung einblenden
-2 x 2 + x +5 = ( -3x -6 ) ( x -1 ) +3x +5
-2 x 2 + x +5 = -3 x 2 -3x +6 +3x +5
-2 x 2 + x +5 = -3 x 2 +11 | +3 x 2 -11

x 2 + x -6 = 0

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

x1,2 = -1 ± 1 2 -4 · 1 · ( -6 ) 21

x1,2 = -1 ± 1 +24 2

x1,2 = -1 ± 25 2

x1 = -1 + 25 2 = -1 +5 2 = 4 2 = 2

x2 = -1 - 25 2 = -1 -5 2 = -6 2 = -3

L={ -3 ; 2 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 + 11 2 x -45 .

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 + 11 2 x -45 = 0 |⋅ 2
2( x 2 + 11 2 x -45 ) = 0

2 x 2 +11x -90 = 0

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

x1,2 = -11 ± 11 2 -4 · 2 · ( -90 ) 22

x1,2 = -11 ± 121 +720 4

x1,2 = -11 ± 841 4

x1 = -11 + 841 4 = -11 +29 4 = 18 4 = 4,5

x2 = -11 - 841 4 = -11 -29 4 = -40 4 = -10

L={ -10 ; 4,5 }

Gesucht sind ja die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen), d.h. die gesuchten y-Werte sind immer jeweils 0.

Die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) sind also N1( -10 |0) und N2( 4,5 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= -4 x 2 +10x +13
und
g(x)= -5 x 2 +2x -3 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

-4 x 2 +10x +13 = -5 x 2 +2x -3 | +5 x 2 -2x +3

x 2 +8x +16 = 0

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

x1,2 = -8 ± 8 2 -4 · 1 · 16 21

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 ) = -5 ( -4 ) 2 +2( -4 ) -3 = -516 -8 -3 = -80 -8 -3 = -91

Der einzige Schnittpunkt ist also S( -4 | -91 ).

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 - 3 2 x +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 = -3 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 -3 oder f(x)= 1 2 x -3 .

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

f(x)=g(x)

1 2 x -3 = - x 2 - 3 2 x +12 |⋅ 2
2( 1 2 x -3 ) = 2( - x 2 - 3 2 x +12 )
x -6 = -2 x 2 -3x +24 | +2 x 2 +3x -24
2 x 2 +4x -30 = 0 |:2

x 2 +2x -15 = 0

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

x1,2 = -2 ± 2 2 -4 · 1 · ( -15 ) 21

x1,2 = -2 ± 4 +60 2

x1,2 = -2 ± 64 2

x1 = -2 + 64 2 = -2 +8 2 = 6 2 = 3

x2 = -2 - 64 2 = -2 -8 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; 3 }

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 - 3 2 ( -5 ) +12 = -25 + 15 2 +12 = - 11 2

g( 3 ) = - 3 2 - 3 2 3 +12 = -9 - 9 2 +12 = - 3 2

Die Schnittpunkte sind also S1( -5 | - 11 2 ) und S2( 3 | - 3 2 ).