Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 -2x +2 = 0

Lösung einblenden

x 2 -2x +2 = 0

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

x1,2 = +2 ± ( -2 ) 2 -4 · 1 · 2 21

x1,2 = +2 ± 4 -8 2

x1,2 = +2 ± ( -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:

-72x +16 x 2 +81 = 0

Lösung einblenden

16 x 2 -72x +81 = 0

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

x1,2 = +72 ± ( -72 ) 2 -4 · 16 · 81 216

x1,2 = +72 ± 5184 -5184 32

x1,2 = +72 ± 0 32

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

x = 72 32 = 9 4

L={ 9 4 }

9 4 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 - 6 5 x + 9 25 = 0

Lösung einblenden
x 2 - 6 5 x + 9 25 = 0 |⋅ 25
25( x 2 - 6 5 x + 9 25 ) = 0

25 x 2 -30x +9 = 0

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

x1,2 = +30 ± ( -30 ) 2 -4 · 25 · 9 225

x1,2 = +30 ± 900 -900 50

x1,2 = +30 ± 0 50

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

x = 30 50 = 3 5

L={ 3 5 }

3 5 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 x 2 -7x +9 = ( 2x -3 ) ( x -9 ) +18x -13

Lösung einblenden
3 x 2 -7x +9 = ( 2x -3 ) ( x -9 ) +18x -13
3 x 2 -7x +9 = 2 x 2 -21x +27 +18x -13
3 x 2 -7x +9 = 2 x 2 -3x +14 | -2 x 2 +3x -14

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 = 10 2 = 5

x2 = 4 - 36 2 = 4 -6 2 = -2 2 = -1

L={ -1 ; 5 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= - x 2 -8x -16 .

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 -8x -16 = 0

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

x1,2 = +8 ± ( -8 ) 2 -4 · ( -1 ) · ( -16 ) 2( -1 )

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!

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( -4 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 3 x 2 -5x +22
und
g(x)= 2 x 2 +3x +5 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

3 x 2 -5x +22 = 2 x 2 +3x +5 | -2 x 2 -3x -5

x 2 -8x +17 = 0

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

x1,2 = +8 ± ( -8 ) 2 -4 · 1 · 17 21

x1,2 = +8 ± 64 -68 2

x1,2 = +8 ± ( -4 ) 2

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

L={}

Um die y-Werte der Schnittpunkte zu erhalten, setzt man die x-Werte in eine der beiden (oder zur Probe in beide) Funktionen ein:

Es gibt also keine Schnittpunkte.

Schnittpunkte mit MNF (Graph)

Beispiel:

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Gezeichnet ist die Gerade der Funktion f.

Nicht abgebildet ist der Graph von g mit g(x)= - x 2 - 19 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 = 3 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 3 nach oben gehen. Die Steigung ist also m= - 3 2 .

Der Term der abgebildeten Geraden ist also y= - 3 2 x +3 oder f(x)= - 3 2 x +3 .

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

f(x)=g(x)

- 3 2 x +3 = - x 2 - 19 2 x -12 |⋅ 2
2( - 3 2 x +3 ) = 2( - x 2 - 19 2 x -12 )
-3x +6 = -2 x 2 -19x -24 | +2 x 2 +19x +24
2 x 2 +16x +30 = 0 |:2

x 2 +8x +15 = 0

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

x1,2 = -8 ± 8 2 -4 · 1 · 15 21

x1,2 = -8 ± 64 -60 2

x1,2 = -8 ± 4 2

x1 = -8 + 4 2 = -8 +2 2 = -6 2 = -3

x2 = -8 - 4 2 = -8 -2 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; -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( -5 ) = - ( -5 ) 2 - 19 2 ( -5 ) -12 = -25 + 95 2 -12 = 21 2

g( -3 ) = - ( -3 ) 2 - 19 2 ( -3 ) -12 = -9 + 57 2 -12 = 15 2

Die Schnittpunkte sind also S1( -5 | 21 2 ) und S2( -3 | 15 2 ).