Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

16 x 2 -80x +100 = 0

Lösung einblenden
16 x 2 -80x +100 = 0 |:4

4 x 2 -20x +25 = 0

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

x1,2 = +20 ± ( -20 ) 2 -4 · 4 · 25 24

x1,2 = +20 ± 400 -400 8

x1,2 = +20 ± 0 8

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

x = 20 8 = 5 2

L={ 5 2 }

5 2 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-2x + x 2 = -1

Lösung einblenden
x 2 -2x = -1 | +1

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:

-2 x 2 +20x -42 = 0

Lösung einblenden
-2 x 2 +20x -42 = 0 |:2

- x 2 +10x -21 = 0

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

x1,2 = -10 ± 10 2 -4 · ( -1 ) · ( -21 ) 2( -1 )

x1,2 = -10 ± 100 -84 -2

x1,2 = -10 ± 16 -2

x1 = -10 + 16 -2 = -10 +4 -2 = -6 -2 = 3

x2 = -10 - 16 -2 = -10 -4 -2 = -14 -2 = 7

L={ 3 ; 7 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

6 x 2 - x -4 = ( 5x -4 ) ( x -1 ) +5x -8

Lösung einblenden
6 x 2 - x -4 = ( 5x -4 ) ( x -1 ) +5x -8
6 x 2 - x -4 = 5 x 2 -9x +4 +5x -8
6 x 2 - x -4 = 5 x 2 -4x -4 | +4
6 x 2 - x = 5 x 2 -4x | - ( 5 x 2 -4x )
6 x 2 -5 x 2 - x +4x = 0
x 2 +3x = 0
x ( x +3 ) = 0

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

1. Fall:

x1 = 0

2. Fall:

x +3 = 0 | -3
x2 = -3

L={ -3 ; 0}

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= - x 2 +16x -63 .

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 +16x -63 = 0

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

x1,2 = -16 ± 16 2 -4 · ( -1 ) · ( -63 ) 2( -1 )

x1,2 = -16 ± 256 -252 -2

x1,2 = -16 ± 4 -2

x1 = -16 + 4 -2 = -16 +2 -2 = -14 -2 = 7

x2 = -16 - 4 -2 = -16 -2 -2 = -18 -2 = 9

L={ 7 ; 9 }

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( 7 |0) und N2( 9 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 2 x 2 +7x +9
und
g(x)= x 2 + x +1 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

2 x 2 +7x +9 = x 2 + x +1 | - x 2 - x -1

x 2 +6x +8 = 0

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

x1,2 = -6 ± 6 2 -4 · 1 · 8 21

x1,2 = -6 ± 36 -32 2

x1,2 = -6 ± 4 2

x1 = -6 + 4 2 = -6 +2 2 = -4 2 = -2

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

L={ -4 ; -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( -4 ) = ( -4 ) 2 -4 +1 = 16 -4 +1 = 13

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

Die Schnittpunkte sind also S1( -4 | 13 ) und S2( -2 | 3 ).

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 4 x +25 .

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 = 0 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 1 nach oben gehen. Die Steigung ist also m= 1 4 .

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

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

f(x)=g(x)

1 4 x = - x 2 + 1 4 x +25 | + x 2 - 1 4 x
x 2 = 25 | 2
x1 = - 25 = -5
x2 = 25 = 5

L={ -5 ; 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( -5 ) = - ( -5 ) 2 + 1 4 ( -5 ) +25 = -25 - 5 4 +25 = - 5 4

g( 5 ) = - 5 2 + 1 4 5 +25 = -25 + 5 4 +25 = 5 4

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