Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

25 x 2 -70x +49 = 0

Lösung einblenden

25 x 2 -70x +49 = 0

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

x1,2 = +70 ± ( -70 ) 2 -4 · 25 · 49 225

x1,2 = +70 ± 4900 -4900 50

x1,2 = +70 ± 0 50

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

x = 70 50 = 7 5

L={ 7 5 }

7 5 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x 2 +30 -16x = 0

Lösung einblenden
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 = 10 2 = 5

x2 = 8 - 4 2 = 8 -2 2 = 6 2 = 3

L={ 3 ; 5 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 x 2 -48x +192 = 0

Lösung einblenden
3 x 2 -48x +192 = 0 |:3

x 2 -16x +64 = 0

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

x1,2 = +16 ± ( -16 ) 2 -4 · 1 · 64 21

x1,2 = +16 ± 256 -256 2

x1,2 = +16 ± 0 2

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

x = 16 2 = 8

L={ 8 }

8 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-8x -3 = ( -x -5 ) ( x +8 ) +7x +36

Lösung einblenden
-8x -3 = ( -x -5 ) ( x +8 ) +7x +36
-8x -3 = - x 2 -13x -40 +7x +36
-8x -3 = - x 2 -6x -4 | + x 2 +6x +4

x 2 -2x +1 = 0

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

x1,2 = +2 ± ( -2 ) 2 -4 · 1 · 1 21

x1,2 = +2 ± 4 -4 2

x1,2 = +2 ± 0 2

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

x = 2 2 = 1

L={ 1 }

1 ist 2-fache Lösung!

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= -3 x 2 +9x +84 .

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 +9x +84 = 0 |:3

- x 2 +3x +28 = 0

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

x1,2 = -3 ± 3 2 -4 · ( -1 ) · 28 2( -1 )

x1,2 = -3 ± 9 +112 -2

x1,2 = -3 ± 121 -2

x1 = -3 + 121 -2 = -3 +11 -2 = 8 -2 = -4

x2 = -3 - 121 -2 = -3 -11 -2 = -14 -2 = 7

L={ -4 ; 7 }

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( 7 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

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

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 ) = 5 2 2 +2 +2 = 54 +2 +2 = 20 +2 +2 = 24

Der einzige Schnittpunkt ist also S( 2 | 24 ).

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 + 11 3 x +5 .

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 3 Einheit(en) nach rechts geht, so muss man 2 nach oben gehen. Die Steigung ist also m= 2 3 .

Der Term der abgebildeten Geraden ist also y= 2 3 x +1 oder f(x)= 2 3 x +1 .

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

f(x)=g(x)

2 3 x +1 = - x 2 + 11 3 x +5 |⋅ 3
3( 2 3 x +1 ) = 3( - x 2 + 11 3 x +5 )
2x +3 = -3 x 2 +11x +15 | +3 x 2 -11x -15
3 x 2 -9x -12 = 0 |:3

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 }

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 + 11 3 ( -1 ) +5 = -1 - 11 3 +5 = 1 3

g( 4 ) = - 4 2 + 11 3 4 +5 = -16 + 44 3 +5 = 11 3

Die Schnittpunkte sind also S1( -1 | 1 3 ) und S2( 4 | 11 3 ).