Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +16x +65 = 0

Lösung einblenden

x 2 +16x +65 = 0

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

x1,2 = -16 ± 16 2 -4 · 1 · 65 2⋅1

x1,2 = -16 ± 256 -260 2

x1,2 = -16 ± ( -4 ) 2

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

L={}

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +64 = -16x

Lösung einblenden
x 2 +64 = -16x | +16x

x 2 +16x +64 = 0

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

x1,2 = -16 ± 16 2 -4 · 1 · 64 2⋅1

x1,2 = -16 ± 256 -256 2

x1,2 = -16 ± 0 2

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

x = -16 2 = -8

L={ -8 }

-8 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 x 2 +18x +27 = 0

Lösung einblenden
3 x 2 +18x +27 = 0 |:3

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:

-2 x 2 -3x -7 = ( -3x +1 ) ( x +5 ) +4x -22

Lösung einblenden
-2 x 2 -3x -7 = ( -3x +1 ) ( x +5 ) +4x -22
-2 x 2 -3x -7 = -3 x 2 -14x +5 +4x -22
-2 x 2 -3x -7 = -3 x 2 -10x -17 | +3 x 2 +10x +17

x 2 +7x +10 = 0

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

x1,2 = -7 ± 7 2 -4 · 1 · 10 2⋅1

x1,2 = -7 ± 49 -40 2

x1,2 = -7 ± 9 2

x1 = -7 + 9 2 = -7 +3 2 = -4 2 = -2

x2 = -7 - 9 2 = -7 -3 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; -2 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= -3 x 2 +12x +96 .

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 +96 = 0 |:3

- x 2 +4x +32 = 0

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

x1,2 = -4 ± 4 2 -4 · ( -1 ) · 32 2⋅( -1 )

x1,2 = -4 ± 16 +128 -2

x1,2 = -4 ± 144 -2

x1 = -4 + 144 -2 = -4 +12 -2 = 8 -2 = -4

x2 = -4 - 144 -2 = -4 -12 -2 = -16 -2 = 8

L={ -4 ; 8 }

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( -4 |0) und N2( 8 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= -3 x 2 +3x -8
und
g(x)= -4 x 2 +3x +1 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

-3 x 2 +3x -8 = -4 x 2 +3x +1 | +8
-3 x 2 +3x = -4 x 2 +3x +9 | +4 x 2 -3x
x 2 = 9 | ⋅2
x1 = - 9 = -3
x2 = 9 = 3

L={ -3 ; 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( -3 ) = -4⋅ ( -3 ) 2 +3⋅( -3 ) +1 = -4⋅9 -9 +1 = -36 -9 +1 = -44

g( 3 ) = -4⋅ 3 2 +3⋅3 +1 = -4⋅9 +9 +1 = -36 +9 +1 = -26

Die Schnittpunkte sind also S1( -3 | -44 ) und S2( 3 | -26 ).

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 - 15 4 x .

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 1 nach oben gehen. Die Steigung ist also m= 1 4 .

Der Term der abgebildeten Geraden ist also y= 1 4 x +3 oder f(x)= 1 4 x +3 .

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

f(x)=g(x)

1 4 x +3 = - x 2 - 15 4 x |⋅ 4
4( 1 4 x +3 ) = 4( - x 2 - 15 4 x )
x +12 = -4 x 2 -15x | +4 x 2 +15x
4 x 2 +16x +12 = 0 |:4

x 2 +4x +3 = 0

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

x1,2 = -4 ± 4 2 -4 · 1 · 3 2⋅1

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 - 15 4 ⋅( -3 ) = -9 + 45 4 = 9 4

g( -1 ) = - ( -1 ) 2 - 15 4 ⋅( -1 ) = -1 + 15 4 = 11 4

Die Schnittpunkte sind also S1( -3 | 9 4 ) und S2( -1 | 11 4 ).