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:

5 x 2 -22x +21 = 0

Lösung einblenden

5 x 2 -22x +21 = 0

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

x1,2 = +22 ± ( -22 ) 2 -4 · 5 · 21 25

x1,2 = +22 ± 484 -420 10

x1,2 = +22 ± 64 10

x1 = 22 + 64 10 = 22 +8 10 = 30 10 = 3

x2 = 22 - 64 10 = 22 -8 10 = 14 10 = 1,4

L={ 1,4 ; 3 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

21x +49 = -2 x 2

Lösung einblenden
21x +49 = -2 x 2 | +2 x 2

2 x 2 +21x +49 = 0

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

x1,2 = -21 ± 21 2 -4 · 2 · 49 22

x1,2 = -21 ± 441 -392 4

x1,2 = -21 ± 49 4

x1 = -21 + 49 4 = -21 +7 4 = -14 4 = -3,5

x2 = -21 - 49 4 = -21 -7 4 = -28 4 = -7

L={ -7 ; -3,5 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

- x 2 +12x -36 = 0

Lösung einblenden

- x 2 +12x -36 = 0

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

x1,2 = -12 ± 12 2 -4 · ( -1 ) · ( -36 ) 2( -1 )

x1,2 = -12 ± 144 -144 -2

x1,2 = -12 ± 0 -2

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

x = -12 -2 = 6

L={ 6 }

6 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-7x -3 = ( -x -7 ) ( x -1 ) +3x -13

Lösung einblenden
-7x -3 = ( -x -7 ) ( x -1 ) +3x -13
-7x -3 = - x 2 -6x +7 +3x -13
-7x -3 = - x 2 -3x -6 | + x 2 +3x +6

x 2 -4x +3 = 0

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

x1,2 = +4 ± ( -4 ) 2 -4 · 1 · 3 21

x1,2 = +4 ± 16 -12 2

x1,2 = +4 ± 4 2

x1 = 4 + 4 2 = 4 +2 2 = 6 2 = 3

x2 = 4 - 4 2 = 4 -2 2 = 2 2 = 1

L={ 1 ; 3 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= 3 x 2 +48x +189 .

Lösung einblenden

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

f(x)=0

3 x 2 +48x +189 = 0 |:3

x 2 +16x +63 = 0

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

x1,2 = -16 ± 16 2 -4 · 1 · 63 21

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={ -9 ; -7 }

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

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= -4 x 2 +4x +11
und
g(x)= -5 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 +4x +11 = -5 x 2 -4x -5 | +5 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 ) = -5 ( -4 ) 2 -4( -4 ) -5 = -516 +16 -5 = -80 +16 -5 = -69

Der einzige Schnittpunkt ist also S( -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 + 10 3 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 = 0 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 oder f(x)= 4 3 x .

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

f(x)=g(x)

4 3 x = - x 2 + 10 3 x +3 |⋅ 3
4x = 3( - x 2 + 10 3 x +3 )
4x = -3 x 2 +10x +9 | +3 x 2 -10x -9
3 x 2 -6x -9 = 0 |:3

x 2 -2x -3 = 0

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

x1,2 = +2 ± ( -2 ) 2 -4 · 1 · ( -3 ) 21

x1,2 = +2 ± 4 +12 2

x1,2 = +2 ± 16 2

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

x2 = 2 - 16 2 = 2 -4 2 = -2 2 = -1

L={ -1 ; 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( -1 ) = - ( -1 ) 2 + 10 3 ( -1 ) +3 = -1 - 10 3 +3 = - 4 3

g( 3 ) = - 3 2 + 10 3 3 +3 = -9 +10 +3 = 4

Die Schnittpunkte sind also S1( -1 | - 4 3 ) und S2( 3 | 4 ).