Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

5 x 2 -48x +64 = 0

Lösung einblenden

5 x 2 -48x +64 = 0

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

x1,2 = +48 ± ( -48 ) 2 -4 · 5 · 64 25

x1,2 = +48 ± 2304 -1280 10

x1,2 = +48 ± 1024 10

x1 = 48 + 1024 10 = 48 +32 10 = 80 10 = 8

x2 = 48 - 1024 10 = 48 -32 10 = 16 10 = 1,6

L={ 1,6 ; 8 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

17x +4 x 2 = -15

Lösung einblenden
4 x 2 +17x = -15 | +15

4 x 2 +17x +15 = 0

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

x1,2 = -17 ± 17 2 -4 · 4 · 15 24

x1,2 = -17 ± 289 -240 8

x1,2 = -17 ± 49 8

x1 = -17 + 49 8 = -17 +7 8 = -10 8 = -1,25

x2 = -17 - 49 8 = -17 -7 8 = -24 8 = -3

L={ -3 ; -1,25 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 -4x +4 = 0

Lösung einblenden

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!

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x 2 -3x +7 = ( x +2 ) ( x +8 ) -8x -15

Lösung einblenden
2 x 2 -3x +7 = ( x +2 ) ( x +8 ) -8x -15
2 x 2 -3x +7 = x 2 +10x +16 -8x -15
2 x 2 -3x +7 = x 2 +2x +1 | - x 2 -2x -1

x 2 -5x +6 = 0

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

x1,2 = +5 ± ( -5 ) 2 -4 · 1 · 6 21

x1,2 = +5 ± 25 -24 2

x1,2 = +5 ± 1 2

x1 = 5 + 1 2 = 5 +1 2 = 6 2 = 3

x2 = 5 - 1 2 = 5 -1 2 = 4 2 = 2

L={ 2 ; 3 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 +10x +26 .

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 +10x +26 = 0

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

x1,2 = -10 ± 10 2 -4 · 1 · 26 21

x1,2 = -10 ± 100 -104 2

x1,2 = -10 ± ( -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)= 5 x 2 +7x +11
und
g(x)= 4 x 2 + x +2 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

5 x 2 +7x +11 = 4 x 2 + x +2 | -4 x 2 - x -2

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!

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 ) = 4 ( -3 ) 2 -3 +2 = 49 -3 +2 = 36 -3 +2 = 35

Der einzige Schnittpunkt ist also S( -3 | 35 ).

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 + 13 4 x -5 .

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 1 nach oben gehen. Die Steigung ist also m= 1 4 .

Der Term der abgebildeten Geraden ist also y= 1 4 x -3 oder f(x)= 1 4 x -3 .

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

f(x)=g(x)

1 4 x -3 = - x 2 + 13 4 x -5 |⋅ 4
4( 1 4 x -3 ) = 4( - x 2 + 13 4 x -5 )
x -12 = -4 x 2 +13x -20 | +4 x 2 -13x +20
4 x 2 -12x +8 = 0 |:4

x 2 -3x +2 = 0

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

x1,2 = +3 ± ( -3 ) 2 -4 · 1 · 2 21

x1,2 = +3 ± 9 -8 2

x1,2 = +3 ± 1 2

x1 = 3 + 1 2 = 3 +1 2 = 4 2 = 2

x2 = 3 - 1 2 = 3 -1 2 = 2 2 = 1

L={ 1 ; 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( 1 ) = - 1 2 + 13 4 1 -5 = -1 + 13 4 -5 = - 11 4

g( 2 ) = - 2 2 + 13 4 2 -5 = -4 + 13 2 -5 = - 5 2

Die Schnittpunkte sind also S1( 1 | - 11 4 ) und S2( 2 | - 5 2 ).