Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

5 x 2 -29x +36 = 0

Lösung einblenden

5 x 2 -29x +36 = 0

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

x1,2 = +29 ± ( -29 ) 2 -4 · 5 · 36 25

x1,2 = +29 ± 841 -720 10

x1,2 = +29 ± 121 10

x1 = 29 + 121 10 = 29 +11 10 = 40 10 = 4

x2 = 29 - 121 10 = 29 -11 10 = 18 10 = 1,8

L={ 1,8 ; 4 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

5 x 2 +15 = -20x

Lösung einblenden
5 x 2 +15 = -20x | +20x
5 x 2 +20x +15 = 0 |:5

x 2 +4x +3 = 0

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

x1,2 = -4 ± 4 2 -4 · 1 · 3 21

x1,2 = -4 ± 16 -12 2

x1,2 = -4 ± 4 2

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

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

L={ -3 ; -1 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +3x +2 = 0

Lösung einblenden

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 = -2 2 = -1

x2 = -3 - 1 2 = -3 -1 2 = -4 2 = -2

L={ -2 ; -1 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-x +1 = ( -x -2 ) ( x -7 ) -9x -15

Lösung einblenden
-x +1 = ( -x -2 ) ( x -7 ) -9x -15
-x +1 = - x 2 +5x +14 -9x -15
-x +1 = - x 2 -4x -1 | + x 2 +4x +1

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 = -2 2 = -1

x2 = -3 - 1 2 = -3 -1 2 = -4 2 = -2

L={ -2 ; -1 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 - x -72 .

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 - x -72 = 0

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

x1,2 = +1 ± ( -1 ) 2 -4 · 1 · ( -72 ) 21

x1,2 = +1 ± 1 +288 2

x1,2 = +1 ± 289 2

x1 = 1 + 289 2 = 1 +17 2 = 18 2 = 9

x2 = 1 - 289 2 = 1 -17 2 = -16 2 = -8

L={ -8 ; 9 }

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( -8 |0) und N2( 9 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= -4 x 2 -5x +14
und
g(x)= -5 x 2 + x +4 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

-4 x 2 -5x +14 = -5 x 2 + x +4 | +5 x 2 - x -4

x 2 -6x +10 = 0

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

x1,2 = +6 ± ( -6 ) 2 -4 · 1 · 10 21

x1,2 = +6 ± 36 -40 2

x1,2 = +6 ± ( -4 ) 2

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

L={}

Um die y-Werte der Schnittpunkte zu erhalten, setzt man die x-Werte in eine der beiden (oder zur Probe in beide) Funktionen ein:

Es gibt also keine Schnittpunkte.

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 + 2 3 x +7 .

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 4 nach oben gehen. Die Steigung ist also m= - 4 3 .

Der Term der abgebildeten Geraden ist also y= - 4 3 x -1 oder f(x)= - 4 3 x -1 .

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

f(x)=g(x)

- 4 3 x -1 = - x 2 + 2 3 x +7 |⋅ 3
3( - 4 3 x -1 ) = 3( - x 2 + 2 3 x +7 )
-4x -3 = -3 x 2 +2x +21 | +3 x 2 -2x -21
3 x 2 -6x -24 = 0 |:3

x 2 -2x -8 = 0

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

x1,2 = +2 ± ( -2 ) 2 -4 · 1 · ( -8 ) 21

x1,2 = +2 ± 4 +32 2

x1,2 = +2 ± 36 2

x1 = 2 + 36 2 = 2 +6 2 = 8 2 = 4

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

L={ -2 ; 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( -2 ) = - ( -2 ) 2 + 2 3 ( -2 ) +7 = -4 - 4 3 +7 = 5 3

g( 4 ) = - 4 2 + 2 3 4 +7 = -16 + 8 3 +7 = - 19 3

Die Schnittpunkte sind also S1( -2 | 5 3 ) und S2( 4 | - 19 3 ).