Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 -33x -70 = 0

Lösung einblenden

4 x 2 -33x -70 = 0

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

x1,2 = +33 ± ( -33 ) 2 -4 · 4 · ( -70 ) 24

x1,2 = +33 ± 1089 +1120 8

x1,2 = +33 ± 2209 8

x1 = 33 + 2209 8 = 33 +47 8 = 80 8 = 10

x2 = 33 - 2209 8 = 33 -47 8 = -14 8 = -1,75

L={ -1,75 ; 10 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-14x +40 + x 2 = 0

Lösung einblenden

x 2 -14x +40 = 0

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

x1,2 = +14 ± ( -14 ) 2 -4 · 1 · 40 21

x1,2 = +14 ± 196 -160 2

x1,2 = +14 ± 36 2

x1 = 14 + 36 2 = 14 +6 2 = 20 2 = 10

x2 = 14 - 36 2 = 14 -6 2 = 8 2 = 4

L={ 4 ; 10 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 x 2 +36x +111 = 0

Lösung einblenden
3 x 2 +36x +111 = 0 |:3

x 2 +12x +37 = 0

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

x1,2 = -12 ± 12 2 -4 · 1 · 37 21

x1,2 = -12 ± 144 -148 2

x1,2 = -12 ± ( -4 ) 2

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

L={}

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 +2x +4 = ( 3x -9 ) ( x -8 ) +31x -72

Lösung einblenden
4 x 2 +2x +4 = ( 3x -9 ) ( x -8 ) +31x -72
4 x 2 +2x +4 = 3 x 2 -33x +72 +31x -72
4 x 2 +2x +4 = 3 x 2 -2x | -3 x 2 +2x

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)= x 2 +2x -3 .

Lösung einblenden

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

f(x)=0

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 }

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( 1 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 4 x 2 -9x +21
und
g(x)= 3 x 2 + x -4 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

4 x 2 -9x +21 = 3 x 2 + x -4 | -3 x 2 - x +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!

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 ) = 3 5 2 +5 -4 = 325 +5 -4 = 75 +5 -4 = 76

Der einzige Schnittpunkt ist also S( 5 | 76 ).

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 + 5 4 x -4 .

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 + 5 4 x -4 |⋅ 4
4( - 3 4 x -3 ) = 4( - x 2 + 5 4 x -4 )
-3x -12 = -4 x 2 +5x -16 | +4 x 2 -5x +16
4 x 2 -8x +4 = 0 |:4

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!

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 + 5 4 1 -4 = -1 + 5 4 -4 = - 15 4

Der einzige Schnittpunkt ist also S( 1 | - 15 4 ).