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 -56x +50 = 0

Lösung einblenden
16 x 2 -56x +50 = 0 |:2

8 x 2 -28x +25 = 0

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

x1,2 = +28 ± ( -28 ) 2 -4 · 8 · 25 28

x1,2 = +28 ± 784 -800 16

x1,2 = +28 ± ( -16 ) 16

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

L={}

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 +4 x 2 +8x = 0

Lösung einblenden
4 x 2 +8x +4 = 0 |:4

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!

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +14x +40 = 0

Lösung einblenden

x 2 +14x +40 = 0

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

x1,2 = -14 ± 14 2 -4 · 1 · 40 21

x1,2 = -14 ± 196 -160 2

x1,2 = -14 ± 36 2

x1 = -14 + 36 2 = -14 +6 2 = -8 2 = -4

x2 = -14 - 36 2 = -14 -6 2 = -20 2 = -10

L={ -10 ; -4 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

8x -2 = ( -x -2 ) ( x +9 ) +16x +26

Lösung einblenden
8x -2 = ( -x -2 ) ( x +9 ) +16x +26
8x -2 = - x 2 -11x -18 +16x +26
8x -2 = - x 2 +5x +8 | + x 2 -5x -8

x 2 +3x -10 = 0

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

x1,2 = -3 ± 3 2 -4 · 1 · ( -10 ) 21

x1,2 = -3 ± 9 +40 2

x1,2 = -3 ± 49 2

x1 = -3 + 49 2 = -3 +7 2 = 4 2 = 2

x2 = -3 - 49 2 = -3 -7 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; 2 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= -2 x 2 -10x +12 .

Lösung einblenden

Um die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) zu berechnen muss man einfach die Funktion gleich Null setzen, also

f(x)=0

-2 x 2 -10x +12 = 0 |:2

- x 2 -5x +6 = 0

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

x1,2 = +5 ± ( -5 ) 2 -4 · ( -1 ) · 6 2( -1 )

x1,2 = +5 ± 25 +24 -2

x1,2 = +5 ± 49 -2

x1 = 5 + 49 -2 = 5 +7 -2 = 12 -2 = -6

x2 = 5 - 49 -2 = 5 -7 -2 = -2 -2 = 1

L={ -6 ; 1 }

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( -6 |0) und N2( 1 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

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

x 2 -2x -8 = 0

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

x1,2 = +2 ± ( -2 ) 2 -4 · 1 · ( -8 ) 21

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={ -2 ; 4 }

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 ) = -4 ( -2 ) 2 -2( -2 ) +3 = -44 +4 +3 = -16 +4 +3 = -9

g( 4 ) = -4 4 2 -24 +3 = -416 -8 +3 = -64 -8 +3 = -69

Die Schnittpunkte sind also S1( -2 | -9 ) und S2( 4 | -69 ).

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 + 34 3 x -26 .

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 3 Einheit(en) nach rechts geht, so muss man 4 nach oben gehen. Die Steigung ist also m= 4 3 .

Der Term der abgebildeten Geraden ist also y= 4 3 x -1 oder f(x)= 4 3 x -1 .

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

f(x)=g(x)

4 3 x -1 = - x 2 + 34 3 x -26 |⋅ 3
3( 4 3 x -1 ) = 3( - x 2 + 34 3 x -26 )
4x -3 = -3 x 2 +34x -78 | +3 x 2 -34x +78
3 x 2 -30x +75 = 0 |:3

x 2 -10x +25 = 0

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

x1,2 = +10 ± ( -10 ) 2 -4 · 1 · 25 21

x1,2 = +10 ± 100 -100 2

x1,2 = +10 ± 0 2

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

x = 10 2 = 5

L={ 5 }

5 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( 5 ) = - 5 2 + 34 3 5 -26 = -25 + 170 3 -26 = 17 3

Der einzige Schnittpunkt ist also S( 5 | 17 3 ).