Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +4x -32 = 0

Lösung einblenden

x 2 +4x -32 = 0

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

x1,2 = -4 ± 4 2 -4 · 1 · ( -32 ) 21

x1,2 = -4 ± 16 +128 2

x1,2 = -4 ± 144 2

x1 = -4 + 144 2 = -4 +12 2 = 8 2 = 4

x2 = -4 - 144 2 = -4 -12 2 = -16 2 = -8

L={ -8 ; 4 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-18x +36 +2 x 2 = 0

Lösung einblenden
2 x 2 -18x +36 = 0 |:2

x 2 -9x +18 = 0

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

x1,2 = +9 ± ( -9 ) 2 -4 · 1 · 18 21

x1,2 = +9 ± 81 -72 2

x1,2 = +9 ± 9 2

x1 = 9 + 9 2 = 9 +3 2 = 12 2 = 6

x2 = 9 - 9 2 = 9 -3 2 = 6 2 = 3

L={ 3 ; 6 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

- x 2 +17x -72 = 0

Lösung einblenden

- x 2 +17x -72 = 0

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

x1,2 = -17 ± 17 2 -4 · ( -1 ) · ( -72 ) 2( -1 )

x1,2 = -17 ± 289 -288 -2

x1,2 = -17 ± 1 -2

x1 = -17 + 1 -2 = -17 +1 -2 = -16 -2 = 8

x2 = -17 - 1 -2 = -17 -1 -2 = -18 -2 = 9

L={ 8 ; 9 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

5x +6 = ( -x -7 ) ( x -7 ) +4x -23

Lösung einblenden
5x +6 = ( -x -7 ) ( x -7 ) +4x -23
5x +6 = - x 2 +49 +4x -23
5x +6 = - x 2 +4x +26 | + x 2 -4x -26

x 2 + x -20 = 0

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

x1,2 = -1 ± 1 2 -4 · 1 · ( -20 ) 21

x1,2 = -1 ± 1 +80 2

x1,2 = -1 ± 81 2

x1 = -1 + 81 2 = -1 +9 2 = 8 2 = 4

x2 = -1 - 81 2 = -1 -9 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; 4 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

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

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 -2x +8 = 0

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

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

x1,2 = +2 ± 4 +32 -2

x1,2 = +2 ± 36 -2

x1 = 2 + 36 -2 = 2 +6 -2 = 8 -2 = -4

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

L={ -4 ; 2 }

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( -4 |0) und N2( 2 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 4 x 2 +12x +21
und
g(x)= 3 x 2 +4x +5 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

4 x 2 +12x +21 = 3 x 2 +4x +5 | -3 x 2 -4x -5

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 ) +5 = 316 -16 +5 = 48 -16 +5 = 37

Der einzige Schnittpunkt ist also S( -4 | 37 ).

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 +4x -14 .

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 = 1 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 +1 oder f(x)= -4x +1 .

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

f(x)=g(x)

-4x +1 = - x 2 +4x -14 | + x 2 -4x +14

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 = 10 2 = 5

x2 = 8 - 4 2 = 8 -2 2 = 6 2 = 3

L={ 3 ; 5 }

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 +43 -14 = -9 +12 -14 = -11

g( 5 ) = - 5 2 +45 -14 = -25 +20 -14 = -19

Die Schnittpunkte sind also S1( 3 | -11 ) und S2( 5 | -19 ).