Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

5 x 2 -22x +8 = 0

Lösung einblenden

5 x 2 -22x +8 = 0

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

x1,2 = +22 ± ( -22 ) 2 -4 · 5 · 8 25

x1,2 = +22 ± 484 -160 10

x1,2 = +22 ± 324 10

x1 = 22 + 324 10 = 22 +18 10 = 40 10 = 4

x2 = 22 - 324 10 = 22 -18 10 = 4 10 = 0,4

L={ 0,4 ; 4 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x 2 +10x +12 = 0

Lösung einblenden
2 x 2 +10x +12 = 0 |:2

x 2 +5x +6 = 0

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

x1,2 = -5 ± 5 2 -4 · 1 · 6 21

x1,2 = -5 ± 25 -24 2

x1,2 = -5 ± 1 2

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

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

L={ -3 ; -2 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 - 15 2 x + 7 2 = 0

Lösung einblenden
x 2 - 15 2 x + 7 2 = 0 |⋅ 2
2( x 2 - 15 2 x + 7 2 ) = 0

2 x 2 -15x +7 = 0

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

x1,2 = +15 ± ( -15 ) 2 -4 · 2 · 7 22

x1,2 = +15 ± 225 -56 4

x1,2 = +15 ± 169 4

x1 = 15 + 169 4 = 15 +13 4 = 28 4 = 7

x2 = 15 - 169 4 = 15 -13 4 = 2 4 = 0,5

L={ 0,5 ; 7 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-7 x 2 -8x +6 = ( -8x +1 ) ( x +9 ) +70x -13

Lösung einblenden
-7 x 2 -8x +6 = ( -8x +1 ) ( x +9 ) +70x -13
-7 x 2 -8x +6 = -8 x 2 -71x +9 +70x -13
-7 x 2 -8x +6 = -8 x 2 - x -4 | +8 x 2 + x +4

x 2 -7x +10 = 0

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

x1,2 = +7 ± ( -7 ) 2 -4 · 1 · 10 21

x1,2 = +7 ± 49 -40 2

x1,2 = +7 ± 9 2

x1 = 7 + 9 2 = 7 +3 2 = 10 2 = 5

x2 = 7 - 9 2 = 7 -3 2 = 4 2 = 2

L={ 2 ; 5 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= - x 2 +6x -9 .

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 +6x -9 = 0

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

x1,2 = -6 ± 6 2 -4 · ( -1 ) · ( -9 ) 2( -1 )

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!

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( 3 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 4 x 2 -3x -21
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)

4 x 2 -3x -21 = 3 x 2 -3x +4 | +21
4 x 2 -3x = 3 x 2 -3x +25 | -3 x 2 +3x
x 2 = 25 | 2
x1 = - 25 = -5
x2 = 25 = 5

L={ -5 ; 5 }

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 ) = 3 ( -5 ) 2 -3( -5 ) +4 = 325 +15 +4 = 75 +15 +4 = 94

g( 5 ) = 3 5 2 -35 +4 = 325 -15 +4 = 75 -15 +4 = 64

Die Schnittpunkte sind also S1( -5 | 94 ) und S2( 5 | 64 ).

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 - 17 2 x -16 .

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

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

f(x)=g(x)

- 1 2 x -1 = - x 2 - 17 2 x -16 |⋅ 2
2( - 1 2 x -1 ) = 2( - x 2 - 17 2 x -16 )
-x -2 = -2 x 2 -17x -32 | +2 x 2 +17x +32
2 x 2 +16x +30 = 0 |:2

x 2 +8x +15 = 0

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

x1,2 = -8 ± 8 2 -4 · 1 · 15 21

x1,2 = -8 ± 64 -60 2

x1,2 = -8 ± 4 2

x1 = -8 + 4 2 = -8 +2 2 = -6 2 = -3

x2 = -8 - 4 2 = -8 -2 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 - 17 2 ( -5 ) -16 = -25 + 85 2 -16 = 3 2

g( -3 ) = - ( -3 ) 2 - 17 2 ( -3 ) -16 = -9 + 51 2 -16 = 1 2

Die Schnittpunkte sind also S1( -5 | 3 2 ) und S2( -3 | 1 2 ).