Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 -6x +9 = 0

Lösung einblenden

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!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 -6x +10 = 0

Lösung einblenden

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={}

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +6x +9 = 0

Lösung einblenden

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!

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

8 x 2 +6x +3 = ( 7x -7 ) ( x -1 ) +16x +1

Lösung einblenden
8 x 2 +6x +3 = ( 7x -7 ) ( x -1 ) +16x +1
8 x 2 +6x +3 = 7 x 2 -14x +7 +16x +1
8 x 2 +6x +3 = 7 x 2 +2x +8 | -7 x 2 -2x -8

x 2 +4x -5 = 0

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

x1,2 = -4 ± 4 2 -4 · 1 · ( -5 ) 21

x1,2 = -4 ± 16 +20 2

x1,2 = -4 ± 36 2

x1 = -4 + 36 2 = -4 +6 2 = 2 2 = 1

x2 = -4 - 36 2 = -4 -6 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; 1 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 - 31 5 x - 28 5 .

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 - 31 5 x - 28 5 = 0 |⋅ 5
5( x 2 - 31 5 x - 28 5 ) = 0

5 x 2 -31x -28 = 0

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

x1,2 = +31 ± ( -31 ) 2 -4 · 5 · ( -28 ) 25

x1,2 = +31 ± 961 +560 10

x1,2 = +31 ± 1521 10

x1 = 31 + 1521 10 = 31 +39 10 = 70 10 = 7

x2 = 31 - 1521 10 = 31 -39 10 = -8 10 = -0,8

L={ -0,8 ; 7 }

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( -0,8 |0) und N2( 7 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

2 x 2 +3 = x 2 +2x +2 | - x 2 -2x -2

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 +21 +2 = 1 +2 +2 = 5

Der einzige Schnittpunkt ist also S( 1 | 5 ).

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 + 16 3 x -3 .

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 3 Einheit(en) nach rechts geht, so muss man 4 nach oben gehen. Die Steigung ist also m= 4 3 .

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

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

f(x)=g(x)

4 3 x = - x 2 + 16 3 x -3 |⋅ 3
4x = 3( - x 2 + 16 3 x -3 )
4x = -3 x 2 +16x -9 | +3 x 2 -16x +9
3 x 2 -12x +9 = 0 |:3

x 2 -4x +3 = 0

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

x1,2 = +4 ± ( -4 ) 2 -4 · 1 · 3 21

x1,2 = +4 ± 16 -12 2

x1,2 = +4 ± 4 2

x1 = 4 + 4 2 = 4 +2 2 = 6 2 = 3

x2 = 4 - 4 2 = 4 -2 2 = 2 2 = 1

L={ 1 ; 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( 1 ) = - 1 2 + 16 3 1 -3 = -1 + 16 3 -3 = 4 3

g( 3 ) = - 3 2 + 16 3 3 -3 = -9 +16 -3 = 4

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