Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

25 x 2 +90x +81 = 0

Lösung einblenden

25 x 2 +90x +81 = 0

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

x1,2 = -90 ± 90 2 -4 · 25 · 81 225

x1,2 = -90 ± 8100 -8100 50

x1,2 = -90 ± 0 50

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

x = -90 50 = - 9 5

L={ - 9 5 }

- 9 5 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +36 = -12x

Lösung einblenden
x 2 +36 = -12x | +12x

x 2 +12x +36 = 0

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

x1,2 = -12 ± 12 2 -4 · 1 · 36 21

x1,2 = -12 ± 144 -144 2

x1,2 = -12 ± 0 2

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

x = -12 2 = -6

L={ -6 }

-6 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-3 x 2 -45x -168 = 0

Lösung einblenden
-3 x 2 -45x -168 = 0 |:3

- x 2 -15x -56 = 0

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

x1,2 = +15 ± ( -15 ) 2 -4 · ( -1 ) · ( -56 ) 2( -1 )

x1,2 = +15 ± 225 -224 -2

x1,2 = +15 ± 1 -2

x1 = 15 + 1 -2 = 15 +1 -2 = 16 -2 = -8

x2 = 15 - 1 -2 = 15 -1 -2 = 14 -2 = -7

L={ -8 ; -7 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-7 x 2 +2x +3 = ( -8x -4 ) ( x +2 ) +32x -14

Lösung einblenden
-7 x 2 +2x +3 = ( -8x -4 ) ( x +2 ) +32x -14
-7 x 2 +2x +3 = -8 x 2 -20x -8 +32x -14
-7 x 2 +2x +3 = -8 x 2 +12x -22 | +8 x 2 -12x +22

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!

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= 3 x 2 +18x +30 .

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 +18x +30 = 0 |:3

x 2 +6x +10 = 0

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

x1,2 = -6 ± 6 2 -4 · 1 · 10 21

x1,2 = -6 ± 36 -40 2

x1,2 = -6 ± ( -4 ) 2

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

L={}

Es gibt also keine Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 2 x 2 -5x +8
und
g(x)= x 2 - x +4 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

2 x 2 -5x +8 = x 2 - x +4 | - x 2 + x -4

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!

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( 2 ) = 2 2 - 2 +4 = 4 -2 +4 = 6

Der einzige Schnittpunkt ist also S( 2 | 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 -5x +8 .

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 1 Einheit(en) nach rechts geht, so muss man 3 nach oben gehen. Die Steigung ist also m=-3 .

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

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

f(x)=g(x)

-3x = - x 2 -5x +8 | + x 2 +5x -8

x 2 +2x -8 = 0

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

x1,2 = -2 ± 2 2 -4 · 1 · ( -8 ) 21

x1,2 = -2 ± 4 +32 2

x1,2 = -2 ± 36 2

x1 = -2 + 36 2 = -2 +6 2 = 4 2 = 2

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

L={ -4 ; 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( -4 ) = - ( -4 ) 2 -5( -4 ) +8 = -16 +20 +8 = 12

g( 2 ) = - 2 2 -52 +8 = -4 -10 +8 = -6

Die Schnittpunkte sind also S1( -4 | 12 ) und S2( 2 | -6 ).