Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 -12x +32 = 0

Lösung einblenden

x 2 -12x +32 = 0

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

x1,2 = +12 ± ( -12 ) 2 -4 · 1 · 32 21

x1,2 = +12 ± 144 -128 2

x1,2 = +12 ± 16 2

x1 = 12 + 16 2 = 12 +4 2 = 16 2 = 8

x2 = 12 - 16 2 = 12 -4 2 = 8 2 = 4

L={ 4 ; 8 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-36 +2 x 2 -14x = 0

Lösung einblenden
2 x 2 -14x -36 = 0 |:2

x 2 -7x -18 = 0

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

x1,2 = +7 ± ( -7 ) 2 -4 · 1 · ( -18 ) 21

x1,2 = +7 ± 49 +72 2

x1,2 = +7 ± 121 2

x1 = 7 + 121 2 = 7 +11 2 = 18 2 = 9

x2 = 7 - 121 2 = 7 -11 2 = -4 2 = -2

L={ -2 ; 9 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 + x -20 = 0

Lösung einblenden

x 2 + x -20 = 0

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

x1,2 = -1 ± 1 2 -4 · 1 · ( -20 ) 21

x1,2 = -1 ± 1 +80 2

x1,2 = -1 ± 81 2

x1 = -1 + 81 2 = -1 +9 2 = 8 2 = 4

x2 = -1 - 81 2 = -1 -9 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; 4 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-5 x 2 -9x +9 = ( -6x -1 ) ( x -5 ) -32x -5

Lösung einblenden
-5 x 2 -9x +9 = ( -6x -1 ) ( x -5 ) -32x -5
-5 x 2 -9x +9 = -6 x 2 +29x +5 -32x -5
-5 x 2 -9x +9 = -6 x 2 -3x | +6 x 2 +3x

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!

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= 3 x 2 +60x +300 .

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 +60x +300 = 0 |:3

x 2 +20x +100 = 0

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

x1,2 = -20 ± 20 2 -4 · 1 · 100 21

x1,2 = -20 ± 400 -400 2

x1,2 = -20 ± 0 2

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

x = -20 2 = -10

L={ -10 }

-10 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( -10 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= - x 2 + x -6
und
g(x)= -2 x 2 - x -3 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

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

x 2 +2x -3 = 0

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

x1,2 = -2 ± 2 2 -4 · 1 · ( -3 ) 21

x1,2 = -2 ± 4 +12 2

x1,2 = -2 ± 16 2

x1 = -2 + 16 2 = -2 +4 2 = 2 2 = 1

x2 = -2 - 16 2 = -2 -4 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 ) = -2 ( -3 ) 2 - ( -3 ) -3 = -29 +3 -3 = -18 +3 -3 = -18

g( 1 ) = -2 1 2 - 1 -3 = -21 -1 -3 = -2 -1 -3 = -6

Die Schnittpunkte sind also S1( -3 | -18 ) und S2( 1 | -6 ).

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 - 17 4 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 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 -1 oder f(x)= 3 4 x -1 .

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

f(x)=g(x)

3 4 x -1 = - x 2 - 17 4 x -7 |⋅ 4
4( 3 4 x -1 ) = 4( - x 2 - 17 4 x -7 )
3x -4 = -4 x 2 -17x -28 | +4 x 2 +17x +28
4 x 2 +20x +24 = 0 |:4

x 2 +5x +6 = 0

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

x1,2 = -5 ± 5 2 -4 · 1 · 6 21

x1,2 = -5 ± 25 -24 2

x1,2 = -5 ± 1 2

x1 = -5 + 1 2 = -5 +1 2 = -4 2 = -2

x2 = -5 - 1 2 = -5 -1 2 = -6 2 = -3

L={ -3 ; -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( -3 ) = - ( -3 ) 2 - 17 4 ( -3 ) -7 = -9 + 51 4 -7 = - 13 4

g( -2 ) = - ( -2 ) 2 - 17 4 ( -2 ) -7 = -4 + 17 2 -7 = - 5 2

Die Schnittpunkte sind also S1( -3 | - 13 4 ) und S2( -2 | - 5 2 ).