Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +18x +82 = 0

Lösung einblenden

x 2 +18x +82 = 0

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

x1,2 = -18 ± 18 2 -4 · 1 · 82 21

x1,2 = -18 ± 324 -328 2

x1,2 = -18 ± ( -4 ) 2

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

L={}

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

16 x 2 +56x +49 = 0

Lösung einblenden

16 x 2 +56x +49 = 0

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

x1,2 = -56 ± 56 2 -4 · 16 · 49 216

x1,2 = -56 ± 3136 -3136 32

x1,2 = -56 ± 0 32

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

x = -56 32 = - 7 4

L={ - 7 4 }

- 7 4 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 + 3 2 x - 9 2 = 0

Lösung einblenden
x 2 + 3 2 x - 9 2 = 0 |⋅ 2
2( x 2 + 3 2 x - 9 2 ) = 0

2 x 2 +3x -9 = 0

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

x1,2 = -3 ± 3 2 -4 · 2 · ( -9 ) 22

x1,2 = -3 ± 9 +72 4

x1,2 = -3 ± 81 4

x1 = -3 + 81 4 = -3 +9 4 = 6 4 = 1,5

x2 = -3 - 81 4 = -3 -9 4 = -12 4 = -3

L={ -3 ; 1,5 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-3 x 2 -7x +4 = ( -4x -8 ) ( x +8 ) +26x +56

Lösung einblenden
-3 x 2 -7x +4 = ( -4x -8 ) ( x +8 ) +26x +56
-3 x 2 -7x +4 = -4 x 2 -40x -64 +26x +56
-3 x 2 -7x +4 = -4 x 2 -14x -8 | +4 x 2 +14x +8

x 2 +7x +12 = 0

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

x1,2 = -7 ± 7 2 -4 · 1 · 12 21

x1,2 = -7 ± 49 -48 2

x1,2 = -7 ± 1 2

x1 = -7 + 1 2 = -7 +1 2 = -6 2 = -3

x2 = -7 - 1 2 = -7 -1 2 = -8 2 = -4

L={ -4 ; -3 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

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

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 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= -4 x 2 - x -16
und
g(x)= -5 x 2 -2x +4 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

-4 x 2 - x -16 = -5 x 2 -2x +4 | +5 x 2 +2x -4

x 2 + x -20 = 0

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

x1,2 = -1 ± 1 2 -4 · 1 · ( -20 ) 21

x1,2 = -1 ± 1 +80 2

x1,2 = -1 ± 81 2

x1 = -1 + 81 2 = -1 +9 2 = 8 2 = 4

x2 = -1 - 81 2 = -1 -9 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; 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( -5 ) = -5 ( -5 ) 2 -2( -5 ) +4 = -525 +10 +4 = -125 +10 +4 = -111

g( 4 ) = -5 4 2 -24 +4 = -516 -8 +4 = -80 -8 +4 = -84

Die Schnittpunkte sind also S1( -5 | -111 ) und S2( 4 | -84 ).

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 +2x -9 .

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 4 nach oben gehen. Die Steigung ist also m=-4 .

Der Term der abgebildeten Geraden ist also y= -4x oder f(x)= -4x .

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

f(x)=g(x)

-4x = - x 2 +2x -9 | + x 2 -2x +9

x 2 -6x +9 = 0

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

x1,2 = +6 ± ( -6 ) 2 -4 · 1 · 9 21

x1,2 = +6 ± 36 -36 2

x1,2 = +6 ± 0 2

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

x = 6 2 = 3

L={ 3 }

3 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( 3 ) = - 3 2 +23 -9 = -9 +6 -9 = -12

Der einzige Schnittpunkt ist also S( 3 | -12 ).