Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 -10x +25 = 0

Lösung einblenden

x 2 -10x +25 = 0

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

x1,2 = +10 ± ( -10 ) 2 -4 · 1 · 25 21

x1,2 = +10 ± 100 -100 2

x1,2 = +10 ± 0 2

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

x = 10 2 = 5

L={ 5 }

5 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

100 +40x = -4 x 2

Lösung einblenden
40x +100 = -4 x 2 | +4 x 2
4 x 2 +40x +100 = 0 |:4

x 2 +10x +25 = 0

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

x1,2 = -10 ± 10 2 -4 · 1 · 25 21

x1,2 = -10 ± 100 -100 2

x1,2 = -10 ± 0 2

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

x = -10 2 = -5

L={ -5 }

-5 ist 2-fache Lösung!

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 21

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:

-3 x 2 - x +3 = ( -4x -9 ) ( x +5 ) +24x +44

Lösung einblenden
-3 x 2 - x +3 = ( -4x -9 ) ( x +5 ) +24x +44
-3 x 2 - x +3 = -4 x 2 -29x -45 +24x +44
-3 x 2 - x +3 = -4 x 2 -5x -1 | +4 x 2 +5x +1

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!

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= -2 x 2 +18x -36 .

Lösung einblenden

Um die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) zu berechnen muss man einfach die Funktion gleich Null setzen, also

f(x)=0

-2 x 2 +18x -36 = 0 |:2

- x 2 +9x -18 = 0

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

x1,2 = -9 ± 9 2 -4 · ( -1 ) · ( -18 ) 2( -1 )

x1,2 = -9 ± 81 -72 -2

x1,2 = -9 ± 9 -2

x1 = -9 + 9 -2 = -9 +3 -2 = -6 -2 = 3

x2 = -9 - 9 -2 = -9 -3 -2 = -12 -2 = 6

L={ 3 ; 6 }

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( 6 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 3 x 2 -1
und
g(x)= 2 x 2 +4x -5 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

3 x 2 -1 = 2 x 2 +4x -5 | -2 x 2 -4x +5

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 ) = 2 2 2 +42 -5 = 24 +8 -5 = 8 +8 -5 = 11

Der einzige Schnittpunkt ist also S( 2 | 11 ).

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 2 x -1 .

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

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

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

f(x)=g(x)

- 3 2 x +2 = - x 2 - 11 2 x -1 |⋅ 2
2( - 3 2 x +2 ) = 2( - x 2 - 11 2 x -1 )
-3x +4 = -2 x 2 -11x -2 | +2 x 2 +11x +2
2 x 2 +8x +6 = 0 |:2

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 }

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( -3 ) = - ( -3 ) 2 - 11 2 ( -3 ) -1 = -9 + 33 2 -1 = 13 2

g( -1 ) = - ( -1 ) 2 - 11 2 ( -1 ) -1 = -1 + 11 2 -1 = 7 2

Die Schnittpunkte sind also S1( -3 | 13 2 ) und S2( -1 | 7 2 ).