Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 -16x +17 = 0

Lösung einblenden

4 x 2 -16x +17 = 0

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

x1,2 = +16 ± ( -16 ) 2 -4 · 4 · 17 24

x1,2 = +16 ± 256 -272 8

x1,2 = +16 ± ( -16 ) 8

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

L={}

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-10x +25 = - x 2

Lösung einblenden
-10x +25 = - x 2 | + x 2

x 2 -10x +25 = 0

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

x1,2 = +10 ± ( -10 ) 2 -4 · 1 · 25 21

x1,2 = +10 ± 100 -100 2

x1,2 = +10 ± 0 2

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

x = 10 2 = 5

L={ 5 }

5 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +9x + 81 4 = 0

Lösung einblenden
x 2 +9x + 81 4 = 0 |⋅ 4
4( x 2 +9x + 81 4 ) = 0

4 x 2 +36x +81 = 0

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

x1,2 = -36 ± 36 2 -4 · 4 · 81 24

x1,2 = -36 ± 1296 -1296 8

x1,2 = -36 ± 0 8

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

x = -36 8 = - 9 2

L={ - 9 2 }

- 9 2 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-6 x 2 -4x -2 = ( -7x +5 ) ( x -7 ) -50x +17

Lösung einblenden
-6 x 2 -4x -2 = ( -7x +5 ) ( x -7 ) -50x +17
-6 x 2 -4x -2 = -7 x 2 +54x -35 -50x +17
-6 x 2 -4x -2 = -7 x 2 +4x -18 | +7 x 2 -4x +18

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!

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 -14x +49 .

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 -14x +49 = 0

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

x1,2 = +14 ± ( -14 ) 2 -4 · 1 · 49 21

x1,2 = +14 ± 196 -196 2

x1,2 = +14 ± 0 2

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

x = 14 2 = 7

L={ 7 }

7 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( 7 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 5 x 2 +4x -15
und
g(x)= 4 x 2 +4x +1 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

5 x 2 +4x -15 = 4 x 2 +4x +1 | +15
5 x 2 +4x = 4 x 2 +4x +16 | -4 x 2 -4x
x 2 = 16 | 2
x1 = - 16 = -4
x2 = 16 = 4

L={ -4 ; 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( -4 ) = 4 ( -4 ) 2 +4( -4 ) +1 = 416 -16 +1 = 64 -16 +1 = 49

g( 4 ) = 4 4 2 +44 +1 = 416 +16 +1 = 64 +16 +1 = 81

Die Schnittpunkte sind also S1( -4 | 49 ) und S2( 4 | 81 ).

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 4 x +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 = 1 kann man dem Schaubild leicht entnehmen.

Etwas schwieriger ist das Ablesen der Steigung m. Wenn man sich jedoch ein Steigungsdreick eingezeichnet denkt und 4 Einheit(en) nach rechts geht, so muss man 3 nach oben gehen. Die Steigung ist also m= 3 4 .

Der Term der abgebildeten Geraden ist also y= 3 4 x +1 oder f(x)= 3 4 x +1 .

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

f(x)=g(x)

3 4 x +1 = - x 2 + 3 4 x +2 | -1
3 4 x = - x 2 + 3 4 x +1 | + x 2 - 3 4 x
x 2 = 1 | 2
x1 = - 1 = -1
x2 = 1 = 1

L={ -1 ; 1 }

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( -1 ) = - ( -1 ) 2 + 3 4 ( -1 ) +2 = -1 - 3 4 +2 = 1 4

g( 1 ) = - 1 2 + 3 4 1 +2 = -1 + 3 4 +2 = 7 4

Die Schnittpunkte sind also S1( -1 | 1 4 ) und S2( 1 | 7 4 ).