Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +13x +42 = 0

Lösung einblenden

x 2 +13x +42 = 0

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

x1,2 = -13 ± 13 2 -4 · 1 · 42 2⋅1

x1,2 = -13 ± 169 -168 2

x1,2 = -13 ± 1 2

x1 = -13 + 1 2 = -13 +1 2 = -12 2 = -6

x2 = -13 - 1 2 = -13 -1 2 = -14 2 = -7

L={ -7 ; -6 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-9 -17x = -2 x 2

Lösung einblenden
-17x -9 = -2 x 2 | +2 x 2

2 x 2 -17x -9 = 0

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

x1,2 = +17 ± ( -17 ) 2 -4 · 2 · ( -9 ) 2⋅2

x1,2 = +17 ± 289 +72 4

x1,2 = +17 ± 361 4

x1 = 17 + 361 4 = 17 +19 4 = 36 4 = 9

x2 = 17 - 361 4 = 17 -19 4 = -2 4 = -0,5

L={ -0,5 ; 9 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +6x +9 = 0

Lösung einblenden

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!

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

6 x 2 -3x -6 = ( 5x +9 ) ( x -5 ) +16x +43

Lösung einblenden
6 x 2 -3x -6 = ( 5x +9 ) ( x -5 ) +16x +43
6 x 2 -3x -6 = 5 x 2 -16x -45 +16x +43
6 x 2 -3x -6 = 5 x 2 -2 | -5 x 2 +2

x 2 -3x -4 = 0

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

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

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 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= 3 x 2 +12x +12 .

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 +12x +12 = 0 |:3

x 2 +4x +4 = 0

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

x1,2 = -4 ± 4 2 -4 · 1 · 4 2⋅1

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!

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( -2 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

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

x 2 -2x -3 = 0

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

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

x1,2 = +2 ± 4 +12 2

x1,2 = +2 ± 16 2

x1 = 2 + 16 2 = 2 +4 2 = 6 2 = 3

x2 = 2 - 16 2 = 2 -4 2 = -2 2 = -1

L={ -1 ; 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( -1 ) = -2⋅ ( -1 ) 2 +5⋅( -1 ) +3 = -2⋅1 -5 +3 = -2 -5 +3 = -4

g( 3 ) = -2⋅ 3 2 +5⋅3 +3 = -2⋅9 +15 +3 = -18 +15 +3 = 0

Die Schnittpunkte sind also S1( -1 | -4 ) und S2( 3 |0).

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 -6x +12 .

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

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

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

f(x)=g(x)

-3x +2 = - x 2 -6x +12 | + x 2 +6x -12

x 2 +3x -10 = 0

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

x1,2 = -3 ± 3 2 -4 · 1 · ( -10 ) 2⋅1

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 ) = - ( -5 ) 2 -6⋅( -5 ) +12 = -25 +30 +12 = 17

g( 2 ) = - 2 2 -6⋅2 +12 = -4 -12 +12 = -4

Die Schnittpunkte sind also S1( -5 | 17 ) und S2( 2 | -4 ).