Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

25 x 2 -40x +17 = 0

Lösung einblenden

25 x 2 -40x +17 = 0

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

x1,2 = +40 ± ( -40 ) 2 -4 · 25 · 17 225

x1,2 = +40 ± 1600 -1700 50

x1,2 = +40 ± ( -100 ) 50

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

L={}

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 -5x = 9

Lösung einblenden
4 x 2 -5x = 9 | -9

4 x 2 -5x -9 = 0

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

x1,2 = +5 ± ( -5 ) 2 -4 · 4 · ( -9 ) 24

x1,2 = +5 ± 25 +144 8

x1,2 = +5 ± 169 8

x1 = 5 + 169 8 = 5 +13 8 = 18 8 = 2,25

x2 = 5 - 169 8 = 5 -13 8 = -8 8 = -1

L={ -1 ; 2,25 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 + x + 1 4 = 0

Lösung einblenden
x 2 + x + 1 4 = 0 |⋅ 4
4( x 2 + x + 1 4 ) = 0

4 x 2 +4x +1 = 0

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

x1,2 = -4 ± 4 2 -4 · 4 · 1 24

x1,2 = -4 ± 16 -16 8

x1,2 = -4 ± 0 8

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

x = -4 8 = - 1 2

L={ - 1 2 }

- 1 2 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-3 x 2 +7x +9 = ( -4x -9 ) ( x +3 ) +31x +40

Lösung einblenden
-3 x 2 +7x +9 = ( -4x -9 ) ( x +3 ) +31x +40
-3 x 2 +7x +9 = -4 x 2 -21x -27 +31x +40
-3 x 2 +7x +9 = -4 x 2 +10x +13 | +4 x 2 -10x -13

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 +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)= -2 x 2 -7x
und
g(x)= -3 x 2 -3x -4 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

-2 x 2 -7x = -3 x 2 -3x -4 | +3 x 2 +3x +4

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 ) = -3 2 2 -32 -4 = -34 -6 -4 = -12 -6 -4 = -22

Der einzige Schnittpunkt ist also S( 2 | -22 ).

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 + 1 2 x +11 .

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

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

f(x)=g(x)

1 2 x +2 = - x 2 + 1 2 x +11 | -2
1 2 x = - x 2 + 1 2 x +9 | + x 2 - 1 2 x
x 2 = 9 | 2
x1 = - 9 = -3
x2 = 9 = 3

L={ -3 ; 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( -3 ) = - ( -3 ) 2 + 1 2 ( -3 ) +11 = -9 - 3 2 +11 = 1 2

g( 3 ) = - 3 2 + 1 2 3 +11 = -9 + 3 2 +11 = 7 2

Die Schnittpunkte sind also S1( -3 | 1 2 ) und S2( 3 | 7 2 ).