Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 -12x +36 = 0

Lösung einblenden

x 2 -12x +36 = 0

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

x1,2 = +12 ± ( -12 ) 2 -4 · 1 · 36 21

x1,2 = +12 ± 144 -144 2

x1,2 = +12 ± 0 2

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

x = 12 2 = 6

L={ 6 }

6 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

25 x 2 +36 -60x = 0

Lösung einblenden

25 x 2 -60x +36 = 0

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

x1,2 = +60 ± ( -60 ) 2 -4 · 25 · 36 225

x1,2 = +60 ± 3600 -3600 50

x1,2 = +60 ± 0 50

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

x = 60 50 = 6 5

L={ 6 5 }

6 5 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 x 2 +9x -120 = 0

Lösung einblenden
3 x 2 +9x -120 = 0 |:3

x 2 +3x -40 = 0

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

x1,2 = -3 ± 3 2 -4 · 1 · ( -40 ) 21

x1,2 = -3 ± 9 +160 2

x1,2 = -3 ± 169 2

x1 = -3 + 169 2 = -3 +13 2 = 10 2 = 5

x2 = -3 - 169 2 = -3 -13 2 = -16 2 = -8

L={ -8 ; 5 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-4 x 2 +8x -1 = ( -5x -3 ) ( x -8 ) -25x -20

Lösung einblenden
-4 x 2 +8x -1 = ( -5x -3 ) ( x -8 ) -25x -20
-4 x 2 +8x -1 = -5 x 2 +37x +24 -25x -20
-4 x 2 +8x -1 = -5 x 2 +12x +4 | +5 x 2 -12x -4

x 2 -4x -5 = 0

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

x1,2 = +4 ± ( -4 ) 2 -4 · 1 · ( -5 ) 21

x1,2 = +4 ± 16 +20 2

x1,2 = +4 ± 36 2

x1 = 4 + 36 2 = 4 +6 2 = 10 2 = 5

x2 = 4 - 36 2 = 4 -6 2 = -2 2 = -1

L={ -1 ; 5 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= -3 x 2 +18x -27 .

Lösung einblenden

Um die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) zu berechnen muss man einfach die Funktion gleich Null setzen, also

f(x)=0

-3 x 2 +18x -27 = 0 |:3

- 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)= -2 x 2 +6x -7
und
g(x)= -3 x 2 +3x +3 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

-2 x 2 +6x -7 = -3 x 2 +3x +3 | +3 x 2 -3x -3

x 2 +3x -10 = 0

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

x1,2 = -3 ± 3 2 -4 · 1 · ( -10 ) 21

x1,2 = -3 ± 9 +40 2

x1,2 = -3 ± 49 2

x1 = -3 + 49 2 = -3 +7 2 = 4 2 = 2

x2 = -3 - 49 2 = -3 -7 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; 2 }

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 ) +3 = -325 -15 +3 = -75 -15 +3 = -87

g( 2 ) = -3 2 2 +32 +3 = -34 +6 +3 = -12 +6 +3 = -3

Die Schnittpunkte sind also S1( -5 | -87 ) und S2( 2 | -3 ).

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 +4x .

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

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

f(x)=g(x)

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

x 2 -3x +2 = 0

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

x1,2 = +3 ± ( -3 ) 2 -4 · 1 · 2 21

x1,2 = +3 ± 9 -8 2

x1,2 = +3 ± 1 2

x1 = 3 + 1 2 = 3 +1 2 = 4 2 = 2

x2 = 3 - 1 2 = 3 -1 2 = 2 2 = 1

L={ 1 ; 2 }

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 +41 = -1 +4 = 3

g( 2 ) = - 2 2 +42 = -4 +8 = 4

Die Schnittpunkte sind also S1( 1 | 3 ) und S2( 2 | 4 ).