Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 +16x +17 = 0

Lösung einblenden

4 x 2 +16x +17 = 0

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

x1,2 = -16 ± 16 2 -4 · 4 · 17 24

x1,2 = -16 ± 256 -272 8

x1,2 = -16 ± ( -16 ) 8

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

L={}

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 -16x +64 = 0

Lösung einblenden

x 2 -16x +64 = 0

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

x1,2 = +16 ± ( -16 ) 2 -4 · 1 · 64 21

x1,2 = +16 ± 256 -256 2

x1,2 = +16 ± 0 2

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

x = 16 2 = 8

L={ 8 }

8 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 + 14 5 x + 49 25 = 0

Lösung einblenden
x 2 + 14 5 x + 49 25 = 0 |⋅ 25
25( x 2 + 14 5 x + 49 25 ) = 0

25 x 2 +70x +49 = 0

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

x1,2 = -70 ± 70 2 -4 · 25 · 49 225

x1,2 = -70 ± 4900 -4900 50

x1,2 = -70 ± 0 50

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

x = -70 50 = - 7 5

L={ - 7 5 }

- 7 5 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

6 x 2 +2x +2 = ( 5x -2 ) ( x +7 ) -29x +19

Lösung einblenden
6 x 2 +2x +2 = ( 5x -2 ) ( x +7 ) -29x +19
6 x 2 +2x +2 = 5 x 2 +33x -14 -29x +19
6 x 2 +2x +2 = 5 x 2 +4x +5 | -5 x 2 -4x -5

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 = 6 2 = 3

x2 = 2 - 16 2 = 2 -4 2 = -2 2 = -1

L={ -1 ; 3 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 - 7 2 x - 15 2 .

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 - 7 2 x - 15 2 = 0 |⋅ 2
2( x 2 - 7 2 x - 15 2 ) = 0

2 x 2 -7x -15 = 0

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

x1,2 = +7 ± ( -7 ) 2 -4 · 2 · ( -15 ) 22

x1,2 = +7 ± 49 +120 4

x1,2 = +7 ± 169 4

x1 = 7 + 169 4 = 7 +13 4 = 20 4 = 5

x2 = 7 - 169 4 = 7 -13 4 = -6 4 = -1,5

L={ -1,5 ; 5 }

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( -1,5 |0) und N2( 5 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

- x 2 +3 = -2 x 2 -2x +2 | +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 ) = -2 ( -1 ) 2 -2( -1 ) +2 = -21 +2 +2 = -2 +2 +2 = 2

Der einzige Schnittpunkt ist also S( -1 | 2 ).

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 - 35 4 x -18 .

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 3 nach oben gehen. Die Steigung ist also m= - 3 4 .

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

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

f(x)=g(x)

- 3 4 x -3 = - x 2 - 35 4 x -18 |⋅ 4
4( - 3 4 x -3 ) = 4( - x 2 - 35 4 x -18 )
-3x -12 = -4 x 2 -35x -72 | +4 x 2 +35x +72
4 x 2 +32x +60 = 0 |:4

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 - 35 4 ( -5 ) -18 = -25 + 175 4 -18 = 3 4

g( -3 ) = - ( -3 ) 2 - 35 4 ( -3 ) -18 = -9 + 105 4 -18 = - 3 4

Die Schnittpunkte sind also S1( -5 | 3 4 ) und S2( -3 | - 3 4 ).