Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

16 x 2 -8x +1 = 0

Lösung einblenden

16 x 2 -8x +1 = 0

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

x1,2 = +8 ± ( -8 ) 2 -4 · 16 · 1 216

x1,2 = +8 ± 64 -64 32

x1,2 = +8 ± 0 32

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

x = 8 32 = 1 4

L={ 1 4 }

1 4 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-25 +5x +2 x 2 = 0

Lösung einblenden

2 x 2 +5x -25 = 0

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

x1,2 = -5 ± 5 2 -4 · 2 · ( -25 ) 22

x1,2 = -5 ± 25 +200 4

x1,2 = -5 ± 225 4

x1 = -5 + 225 4 = -5 +15 4 = 10 4 = 2,5

x2 = -5 - 225 4 = -5 -15 4 = -20 4 = -5

L={ -5 ; 2,5 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

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 (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

8 x 2 -7x +5 = ( 7x +5 ) ( x +1 ) -20x

Lösung einblenden
8 x 2 -7x +5 = ( 7x +5 ) ( x +1 ) -20x
8 x 2 -7x +5 = 7 x 2 +12x +5 -20x
8 x 2 -7x +5 = 7 x 2 -8x +5 | -5
8 x 2 -7x = 7 x 2 -8x | - ( 7 x 2 -8x )
8 x 2 -7 x 2 -7x +8x = 0
x 2 + x = 0
x ( x +1 ) = 0

Ein Produkt ist genau dann =0, wenn mindestens einer der beiden Faktoren =0 ist.

1. Fall:

x1 = 0

2. Fall:

x +1 = 0 | -1
x2 = -1

L={ -1 ; 0}

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= - x 2 +4x -5 .

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 +4x -5 = 0

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

x1,2 = -4 ± 4 2 -4 · ( -1 ) · ( -5 ) 2( -1 )

x1,2 = -4 ± 16 -20 -2

x1,2 = -4 ± ( -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)= -2 x 2 - x -9
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)

-2 x 2 - x -9 = -3 x 2 -2x +3 | +3 x 2 +2x -3

x 2 + x -12 = 0

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

x1,2 = -1 ± 1 2 -4 · 1 · ( -12 ) 21

x1,2 = -1 ± 1 +48 2

x1,2 = -1 ± 49 2

x1 = -1 + 49 2 = -1 +7 2 = 6 2 = 3

x2 = -1 - 49 2 = -1 -7 2 = -8 2 = -4

L={ -4 ; 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( -4 ) = -3 ( -4 ) 2 -2( -4 ) +3 = -316 +8 +3 = -48 +8 +3 = -37

g( 3 ) = -3 3 2 -23 +3 = -39 -6 +3 = -27 -6 +3 = -30

Die Schnittpunkte sind also S1( -4 | -37 ) und S2( 3 | -30 ).

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 - 17 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 1 nach oben gehen. Die Steigung ist also m= - 1 2 .

Der Term der abgebildeten Geraden ist also y= - 1 2 x +3 oder f(x)= - 1 2 x +3 .

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

f(x)=g(x)

- 1 2 x +3 = - x 2 - 17 2 x -12 |⋅ 2
2( - 1 2 x +3 ) = 2( - x 2 - 17 2 x -12 )
-x +6 = -2 x 2 -17x -24 | +2 x 2 +17x +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 - 17 2 ( -5 ) -12 = -25 + 85 2 -12 = 11 2

g( -3 ) = - ( -3 ) 2 - 17 2 ( -3 ) -12 = -9 + 51 2 -12 = 9 2

Die Schnittpunkte sind also S1( -5 | 11 2 ) und S2( -3 | 9 2 ).