Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 -28x +49 = 0

Lösung einblenden

4 x 2 -28x +49 = 0

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

x1,2 = +28 ± ( -28 ) 2 -4 · 4 · 49 2⋅4

x1,2 = +28 ± 784 -784 8

x1,2 = +28 ± 0 8

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

x = 28 8 = 7 2

L={ 7 2 }

7 2 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 +101 -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 2⋅4

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 - 28 5 x - 49 5 = 0

Lösung einblenden
x 2 - 28 5 x - 49 5 = 0 |⋅ 5
5( x 2 - 28 5 x - 49 5 ) = 0

5 x 2 -28x -49 = 0

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

x1,2 = +28 ± ( -28 ) 2 -4 · 5 · ( -49 ) 2⋅5

x1,2 = +28 ± 784 +980 10

x1,2 = +28 ± 1764 10

x1 = 28 + 1764 10 = 28 +42 10 = 70 10 = 7

x2 = 28 - 1764 10 = 28 -42 10 = -14 10 = -1,4

L={ -1,4 ; 7 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-7 x 2 -9x -9 = ( -8x +2 ) ( x -9 ) -87x +9

Lösung einblenden
-7 x 2 -9x -9 = ( -8x +2 ) ( x -9 ) -87x +9
-7 x 2 -9x -9 = -8 x 2 +74x -18 -87x +9
-7 x 2 -9x -9 = -8 x 2 -13x -9 | +9
-7 x 2 -9x = -8 x 2 -13x | - ( -8 x 2 -13x )
-7 x 2 +8 x 2 -9x +13x = 0
x 2 +4x = 0
x ( x +4 ) = 0

Ein Produkt ist genau dann =0, wenn mindestens einer der beiden Faktoren =0 ist.

1. Fall:

x1 = 0

2. Fall:

x +4 = 0 | -4
x2 = -4

L={ -4 ; 0}

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 +3x -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 +3x -4 = 0

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

x1,2 = -3 ± 3 2 -4 · 1 · ( -4 ) 2⋅1

x1,2 = -3 ± 9 +16 2

x1,2 = -3 ± 25 2

x1 = -3 + 25 2 = -3 +5 2 = 2 2 = 1

x2 = -3 - 25 2 = -3 -5 2 = -8 2 = -4

L={ -4 ; 1 }

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( -4 |0) und N2( 1 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 6 x 2 +5x +13
und
g(x)= 5 x 2 -3x -3 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

6 x 2 +5x +13 = 5 x 2 -3x -3 | -5 x 2 +3x +3

x 2 +8x +16 = 0

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

x1,2 = -8 ± 8 2 -4 · 1 · 16 2⋅1

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 -3⋅( -4 ) -3 = 5⋅16 +12 -3 = 80 +12 -3 = 89

Der einzige Schnittpunkt ist also S( -4 | 89 ).

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 +9x -25 .

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 1 nach oben gehen. Die Steigung ist also m=-1 .

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

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

f(x)=g(x)

-x = - x 2 +9x -25 | + x 2 -9x +25

x 2 -10x +25 = 0

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

x1,2 = +10 ± ( -10 ) 2 -4 · 1 · 25 2⋅1

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!

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 +9⋅5 -25 = -25 +45 -25 = -5

Der einzige Schnittpunkt ist also S( 5 | -5 ).