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 21

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:

2 x 2 +72 +25x = 0

Lösung einblenden

2 x 2 +25x +72 = 0

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

x1,2 = -25 ± 25 2 -4 · 2 · 72 22

x1,2 = -25 ± 625 -576 4

x1,2 = -25 ± 49 4

x1 = -25 + 49 4 = -25 +7 4 = -18 4 = -4,5

x2 = -25 - 49 4 = -25 -7 4 = -32 4 = -8

L={ -8 ; -4,5 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 + 19 4 x - 5 4 = 0

Lösung einblenden
x 2 + 19 4 x - 5 4 = 0 |⋅ 4
4( x 2 + 19 4 x - 5 4 ) = 0

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 = 2 8 = 0,25

x2 = -19 - 441 8 = -19 -21 8 = -40 8 = -5

L={ -5 ; 0,25 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

7 x 2 +3x -9 = ( 6x +3 ) ( x +3 ) -23x -18

Lösung einblenden
7 x 2 +3x -9 = ( 6x +3 ) ( x +3 ) -23x -18
7 x 2 +3x -9 = 6 x 2 +21x +9 -23x -18
7 x 2 +3x -9 = 6 x 2 -2x -9 | +9
7 x 2 +3x = 6 x 2 -2x | - ( 6 x 2 -2x )
7 x 2 -6 x 2 +3x +2x = 0
x 2 +5x = 0
x ( x +5 ) = 0

Ein Produkt ist genau dann =0, wenn mindestens einer der beiden Faktoren =0 ist.

1. Fall:

x1 = 0

2. Fall:

x +5 = 0 | -5
x2 = -5

L={ -5 ; 0}

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 +6x +9 .

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 +6x +9 = 0

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

x1,2 = -6 ± 6 2 -4 · 1 · 9 21

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!

Gesucht sind ja die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen), d.h. die gesuchten y-Werte sind immer jeweils 0.

Der einzige Schnittpunkt mit der x-Achse ist also N( -3 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 4 x 2 +4x +17
und
g(x)= 3 x 2 -4x +1 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

4 x 2 +4x +17 = 3 x 2 -4x +1 | -3 x 2 +4x -1

x 2 +8x +16 = 0

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

x1,2 = -8 ± 8 2 -4 · 1 · 16 21

x1,2 = -8 ± 64 -64 2

x1,2 = -8 ± 0 2

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

x = -8 2 = -4

L={ -4 }

-4 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( -4 ) = 3 ( -4 ) 2 -4( -4 ) +1 = 316 +16 +1 = 48 +16 +1 = 65

Der einzige Schnittpunkt ist also S( -4 | 65 ).

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 -6x +1 .

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 = -2 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 4 nach oben gehen. Die Steigung ist also m=-4.

Der Term der abgebildeten Geraden ist also y= -4x -2 oder f(x)= -4x -2 .

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

f(x)=g(x)

-4x -2 = - x 2 -6x +1 | + x 2 +6x -1

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 }

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 -6( -3 ) +1 = -9 +18 +1 = 10

g( 1 ) = - 1 2 -61 +1 = -1 -6 +1 = -6

Die Schnittpunkte sind also S1( -3 | 10 ) und S2( 1 | -6 ).