Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

5 x 2 -43x +56 = 0

Lösung einblenden

5 x 2 -43x +56 = 0

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

x1,2 = +43 ± ( -43 ) 2 -4 · 5 · 56 25

x1,2 = +43 ± 1849 -1120 10

x1,2 = +43 ± 729 10

x1 = 43 + 729 10 = 43 +27 10 = 70 10 = 7

x2 = 43 - 729 10 = 43 -27 10 = 16 10 = 1,6

L={ 1,6 ; 7 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

14x + x 2 = -49

Lösung einblenden
x 2 +14x = -49 | +49

x 2 +14x +49 = 0

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

x1,2 = -14 ± 14 2 -4 · 1 · 49 21

x1,2 = -14 ± 196 -196 2

x1,2 = -14 ± 0 2

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

x = -14 2 = -7

L={ -7 }

-7 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

- x 2 + x +30 = 0

Lösung einblenden

- x 2 + x +30 = 0

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

x1,2 = -1 ± 1 2 -4 · ( -1 ) · 30 2( -1 )

x1,2 = -1 ± 1 +120 -2

x1,2 = -1 ± 121 -2

x1 = -1 + 121 -2 = -1 +11 -2 = 10 -2 = -5

x2 = -1 - 121 -2 = -1 -11 -2 = -12 -2 = 6

L={ -5 ; 6 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

7 x 2 +4x -4 = ( 6x -3 ) ( x +9 ) -48x +25

Lösung einblenden
7 x 2 +4x -4 = ( 6x -3 ) ( x +9 ) -48x +25
7 x 2 +4x -4 = 6 x 2 +51x -27 -48x +25
7 x 2 +4x -4 = 6 x 2 +3x -2 | -6 x 2 -3x +2

x 2 + x -2 = 0

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

x1,2 = -1 ± 1 2 -4 · 1 · ( -2 ) 21

x1,2 = -1 ± 1 +8 2

x1,2 = -1 ± 9 2

x1 = -1 + 9 2 = -1 +3 2 = 2 2 = 1

x2 = -1 - 9 2 = -1 -3 2 = -4 2 = -2

L={ -2 ; 1 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= - x 2 +6x +40 .

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 +6x +40 = 0

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

x1,2 = -6 ± 6 2 -4 · ( -1 ) · 40 2( -1 )

x1,2 = -6 ± 36 +160 -2

x1,2 = -6 ± 196 -2

x1 = -6 + 196 -2 = -6 +14 -2 = 8 -2 = -4

x2 = -6 - 196 -2 = -6 -14 -2 = -20 -2 = 10

L={ -4 ; 10 }

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( 10 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

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

x 2 + x -6 = 0

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

x1,2 = -1 ± 1 2 -4 · 1 · ( -6 ) 21

x1,2 = -1 ± 1 +24 2

x1,2 = -1 ± 25 2

x1 = -1 + 25 2 = -1 +5 2 = 4 2 = 2

x2 = -1 - 25 2 = -1 -5 2 = -6 2 = -3

L={ -3 ; 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( -3 ) = 3 ( -3 ) 2 -2( -3 ) +3 = 39 +6 +3 = 27 +6 +3 = 36

g( 2 ) = 3 2 2 -22 +3 = 34 -4 +3 = 12 -4 +3 = 11

Die Schnittpunkte sind also S1( -3 | 36 ) und S2( 2 | 11 ).

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 + 1 2 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 = -1 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 1 nach oben gehen. Die Steigung ist also m= 1 2 .

Der Term der abgebildeten Geraden ist also y= 1 2 x -1 oder f(x)= 1 2 x -1 .

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

f(x)=g(x)

1 2 x -1 = - x 2 + 1 2 x +3 | +1
1 2 x = - x 2 + 1 2 x +4 | + x 2 - 1 2 x
x 2 = 4 | 2
x1 = - 4 = -2
x2 = 4 = 2

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

g( 2 ) = - 2 2 + 1 2 2 +3 = -4 +1 +3 = 0

Die Schnittpunkte sind also S1( -2 | -2 ) und S2( 2 |0).