Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 +28x +49 = 0

Lösung einblenden

4 x 2 +28x +49 = 0

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

x1,2 = -28 ± 28 2 -4 · 4 · 49 24

x1,2 = -28 ± 784 -784 8

x1,2 = -28 ± 0 8

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

x = -28 8 = - 7 2

L={ - 7 2 }

- 7 2 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-19x +4 x 2 = 5

Lösung einblenden
4 x 2 -19x = 5 | -5

4 x 2 -19x -5 = 0

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

x1,2 = +19 ± ( -19 ) 2 -4 · 4 · ( -5 ) 24

x1,2 = +19 ± 361 +80 8

x1,2 = +19 ± 441 8

x1 = 19 + 441 8 = 19 +21 8 = 40 8 = 5

x2 = 19 - 441 8 = 19 -21 8 = -2 8 = -0,25

L={ -0,25 ; 5 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x 2 +20x +50 = 0

Lösung einblenden
2 x 2 +20x +50 = 0 |:2

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 vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

10 x 2 +3x +4 = ( 9x +9 ) ( x +7 ) -62x -69

Lösung einblenden
10 x 2 +3x +4 = ( 9x +9 ) ( x +7 ) -62x -69
10 x 2 +3x +4 = 9 x 2 +72x +63 -62x -69
10 x 2 +3x +4 = 9 x 2 +10x -6 | -9 x 2 -10x +6

x 2 -7x +10 = 0

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

x1,2 = +7 ± ( -7 ) 2 -4 · 1 · 10 21

x1,2 = +7 ± 49 -40 2

x1,2 = +7 ± 9 2

x1 = 7 + 9 2 = 7 +3 2 = 10 2 = 5

x2 = 7 - 9 2 = 7 -3 2 = 4 2 = 2

L={ 2 ; 5 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= - x 2 +4x +12 .

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 +4x +12 = 0

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

x1,2 = -4 ± 4 2 -4 · ( -1 ) · 12 2( -1 )

x1,2 = -4 ± 16 +48 -2

x1,2 = -4 ± 64 -2

x1 = -4 + 64 -2 = -4 +8 -2 = 4 -2 = -2

x2 = -4 - 64 -2 = -4 -8 -2 = -12 -2 = 6

L={ -2 ; 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( -2 |0) und N2( 6 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 2 x 2 -6x -16
und
g(x)= x 2 -5x -4 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

2 x 2 -6x -16 = x 2 -5x -4 | - x 2 +5x +4

x 2 - x -12 = 0

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

x1,2 = +1 ± ( -1 ) 2 -4 · 1 · ( -12 ) 21

x1,2 = +1 ± 1 +48 2

x1,2 = +1 ± 49 2

x1 = 1 + 49 2 = 1 +7 2 = 8 2 = 4

x2 = 1 - 49 2 = 1 -7 2 = -6 2 = -3

L={ -3 ; 4 }

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 -5( -3 ) -4 = 9 +15 -4 = 20

g( 4 ) = 4 2 -54 -4 = 16 -20 -4 = -8

Die Schnittpunkte sind also S1( -3 | 20 ) und S2( 4 | -8 ).

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 - 3 2 x +12 .

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 = 0 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 1 nach oben gehen. Die Steigung ist also m= - 1 2 .

Der Term der abgebildeten Geraden ist also y= - 1 2 x oder f(x)= - 1 2 x .

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

f(x)=g(x)

- 1 2 x = - x 2 - 3 2 x +12 |⋅ 2
-x = 2( - x 2 - 3 2 x +12 )
-x = -2 x 2 -3x +24 | +2 x 2 +3x -24
2 x 2 +2x -24 = 0 |:2

x 2 + x -12 = 0

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

x1,2 = -1 ± 1 2 -4 · 1 · ( -12 ) 21

x1,2 = -1 ± 1 +48 2

x1,2 = -1 ± 49 2

x1 = -1 + 49 2 = -1 +7 2 = 6 2 = 3

x2 = -1 - 49 2 = -1 -7 2 = -8 2 = -4

L={ -4 ; 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( -4 ) = - ( -4 ) 2 - 3 2 ( -4 ) +12 = -16 +6 +12 = 2

g( 3 ) = - 3 2 - 3 2 3 +12 = -9 - 9 2 +12 = - 3 2

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