Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 +16x +16 = 0

Lösung einblenden
4 x 2 +16x +16 = 0 |: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!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-16x +16 x 2 +4 = 0

Lösung einblenden
16 x 2 -16x +4 = 0 |:4

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 Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 -7x + 49 4 = 0

Lösung einblenden
x 2 -7x + 49 4 = 0 |⋅ 4
4( x 2 -7x + 49 4 ) = 0

4 x 2 -28x +49 = 0

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

x1,2 = +28 ± ( -28 ) 2 -4 · 4 · 49 24

x1,2 = +28 ± 784 -784 8

x1,2 = +28 ± 0 8

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

x = 28 8 = 7 2

L={ 7 2 }

7 2 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-7x -3 = ( -x -9 ) ( x -6 ) -6x -57

Lösung einblenden
-7x -3 = ( -x -9 ) ( x -6 ) -6x -57
-7x -3 = - x 2 -3x +54 -6x -57
-7x -3 = - x 2 -9x -3 | +3
-7x = - x 2 -9x | - ( - x 2 -9x )
x 2 -7x +9x = 0
x 2 +2x = 0
x ( x +2 ) = 0

Ein Produkt ist genau dann =0, wenn mindestens einer der beiden Faktoren =0 ist.

1. Fall:

x1 = 0

2. Fall:

x +2 = 0 | -2
x2 = -2

L={ -2 ; 0}

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 -12x +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

x 2 -12x +27 = 0

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

x1,2 = +12 ± ( -12 ) 2 -4 · 1 · 27 21

x1,2 = +12 ± 144 -108 2

x1,2 = +12 ± 36 2

x1 = 12 + 36 2 = 12 +6 2 = 18 2 = 9

x2 = 12 - 36 2 = 12 -6 2 = 6 2 = 3

L={ 3 ; 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( 3 |0) und N2( 9 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

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

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!

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

Der einzige Schnittpunkt ist also S( -1 | -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 + 29 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 = 2 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 3 nach oben gehen. Die Steigung ist also m= - 3 4 .

Der Term der abgebildeten Geraden ist also y= - 3 4 x +2 oder f(x)= - 3 4 x +2 .

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

f(x)=g(x)

- 3 4 x +2 = - x 2 + 29 4 x -14 |⋅ 4
4( - 3 4 x +2 ) = 4( - x 2 + 29 4 x -14 )
-3x +8 = -4 x 2 +29x -56 | +4 x 2 -29x +56
4 x 2 -32x +64 = 0 |:4

x 2 -8x +16 = 0

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

x1,2 = +8 ± ( -8 ) 2 -4 · 1 · 16 21

x1,2 = +8 ± 64 -64 2

x1,2 = +8 ± 0 2

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

x = 8 2 = 4

L={ 4 }

4 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( 4 ) = - 4 2 + 29 4 4 -14 = -16 +29 -14 = -1

Der einzige Schnittpunkt ist also S( 4 | -1 ).