Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 -18x +81 = 0

Lösung einblenden

x 2 -18x +81 = 0

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

x1,2 = +18 ± ( -18 ) 2 -4 · 1 · 81 21

x1,2 = +18 ± 324 -324 2

x1,2 = +18 ± 0 2

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

x = 18 2 = 9

L={ 9 }

9 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

20x +4 x 2 = -25

Lösung einblenden
4 x 2 +20x = -25 | +25

4 x 2 +20x +25 = 0

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

x1,2 = -20 ± 20 2 -4 · 4 · 25 24

x1,2 = -20 ± 400 -400 8

x1,2 = -20 ± 0 8

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

x = -20 8 = - 5 2

L={ - 5 2 }

- 5 2 ist 2-fache Lösung!

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:

4 x 2 -7x +3 = ( 3x -5 ) ( x +6 ) -23x +43

Lösung einblenden
4 x 2 -7x +3 = ( 3x -5 ) ( x +6 ) -23x +43
4 x 2 -7x +3 = 3 x 2 +13x -30 -23x +43
4 x 2 -7x +3 = 3 x 2 -10x +13 | -3 x 2 +10x -13

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 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 - 19 4 x + 21 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 - 19 4 x + 21 4 = 0 |⋅ 4
4( x 2 - 19 4 x + 21 4 ) = 0

4 x 2 -19x +21 = 0

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

x1,2 = +19 ± ( -19 ) 2 -4 · 4 · 21 24

x1,2 = +19 ± 361 -336 8

x1,2 = +19 ± 25 8

x1 = 19 + 25 8 = 19 +5 8 = 24 8 = 3

x2 = 19 - 25 8 = 19 -5 8 = 14 8 = 1,75

L={ 1,75 ; 3 }

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( 1,75 |0) und N2( 3 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= -3 x 2 +9x
und
g(x)= -4 x 2 +5x -4 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

-3 x 2 +9x = -4 x 2 +5x -4 | +4 x 2 -5x +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 ) = -4 ( -2 ) 2 +5( -2 ) -4 = -44 -10 -4 = -16 -10 -4 = -30

Der einzige Schnittpunkt ist also S( -2 | -30 ).

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 - 31 4 x -14 .

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 4 Einheit(en) nach rechts geht, so muss man 1 nach oben gehen. Die Steigung ist also m= 1 4 .

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

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

f(x)=g(x)

1 4 x +1 = - x 2 - 31 4 x -14 |⋅ 4
4( 1 4 x +1 ) = 4( - x 2 - 31 4 x -14 )
x +4 = -4 x 2 -31x -56 | +4 x 2 +31x +56
4 x 2 +32x +60 = 0 |:4

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 - 31 4 ( -5 ) -14 = -25 + 155 4 -14 = - 1 4

g( -3 ) = - ( -3 ) 2 - 31 4 ( -3 ) -14 = -9 + 93 4 -14 = 1 4

Die Schnittpunkte sind also S1( -5 | - 1 4 ) und S2( -3 | 1 4 ).