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:

2x +1 = - x 2

Lösung einblenden
2x +1 = - x 2 | + x 2

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!

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 + 8 5 x + 41 25 = 0

Lösung einblenden
x 2 + 8 5 x + 41 25 = 0 |⋅ 25
25( x 2 + 8 5 x + 41 25 ) = 0

25 x 2 +40x +41 = 0

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

x1,2 = -40 ± 40 2 -4 · 25 · 41 225

x1,2 = -40 ± 1600 -4100 50

x1,2 = -40 ± ( -2500 ) 50

Da die Diskriminante (Zahl unter der Wurzel) negativ ist, hat die quadratische Gleichung keine Lösung!

L={}

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

7 x 2 +5x -3 = ( 6x -5 ) ( x +7 ) -23x +12

Lösung einblenden
7 x 2 +5x -3 = ( 6x -5 ) ( x +7 ) -23x +12
7 x 2 +5x -3 = 6 x 2 +37x -35 -23x +12
7 x 2 +5x -3 = 6 x 2 +14x -23 | -6 x 2 -14x +23

x 2 -9x +20 = 0

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

x1,2 = +9 ± ( -9 ) 2 -4 · 1 · 20 21

x1,2 = +9 ± 81 -80 2

x1,2 = +9 ± 1 2

x1 = 9 + 1 2 = 9 +1 2 = 10 2 = 5

x2 = 9 - 1 2 = 9 -1 2 = 8 2 = 4

L={ 4 ; 5 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= 2 x 2 +38x +180 .

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 +38x +180 = 0 |:2

x 2 +19x +90 = 0

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

x1,2 = -19 ± 19 2 -4 · 1 · 90 21

x1,2 = -19 ± 361 -360 2

x1,2 = -19 ± 1 2

x1 = -19 + 1 2 = -19 +1 2 = -18 2 = -9

x2 = -19 - 1 2 = -19 -1 2 = -20 2 = -10

L={ -10 ; -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( -10 |0) und N2( -9 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= - x 2 +5x -10
und
g(x)= -2 x 2 +3x +5 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

- x 2 +5x -10 = -2 x 2 +3x +5 | +2 x 2 -3x -5

x 2 +2x -15 = 0

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

x1,2 = -2 ± 2 2 -4 · 1 · ( -15 ) 21

x1,2 = -2 ± 4 +60 2

x1,2 = -2 ± 64 2

x1 = -2 + 64 2 = -2 +8 2 = 6 2 = 3

x2 = -2 - 64 2 = -2 -8 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 ) = -2 ( -5 ) 2 +3( -5 ) +5 = -225 -15 +5 = -50 -15 +5 = -60

g( 3 ) = -2 3 2 +33 +5 = -29 +9 +5 = -18 +9 +5 = -4

Die Schnittpunkte sind also S1( -5 | -60 ) und S2( 3 | -4 ).

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 + 13 4 x +2 .

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

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

f(x)=g(x)

- 3 4 x -3 = - x 2 + 13 4 x +2 |⋅ 4
4( - 3 4 x -3 ) = 4( - x 2 + 13 4 x +2 )
-3x -12 = -4 x 2 +13x +8 | +4 x 2 -13x -8
4 x 2 -16x -20 = 0 |:4

x 2 -4x -5 = 0

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

x1,2 = +4 ± ( -4 ) 2 -4 · 1 · ( -5 ) 21

x1,2 = +4 ± 16 +20 2

x1,2 = +4 ± 36 2

x1 = 4 + 36 2 = 4 +6 2 = 10 2 = 5

x2 = 4 - 36 2 = 4 -6 2 = -2 2 = -1

L={ -1 ; 5 }

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 + 13 4 ( -1 ) +2 = -1 - 13 4 +2 = - 9 4

g( 5 ) = - 5 2 + 13 4 5 +2 = -25 + 65 4 +2 = - 27 4

Die Schnittpunkte sind also S1( -1 | - 9 4 ) und S2( 5 | - 27 4 ).