Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 -16x +64 = 0

Lösung einblenden

x 2 -16x +64 = 0

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

x1,2 = +16 ± ( -16 ) 2 -4 · 1 · 64 21

x1,2 = +16 ± 256 -256 2

x1,2 = +16 ± 0 2

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

x = 16 2 = 8

L={ 8 }

8 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-4 +4 x 2 = 6x

Lösung einblenden
4 x 2 -4 = 6x | -6x
4 x 2 -6x -4 = 0 |:2

2 x 2 -3x -2 = 0

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

x1,2 = +3 ± ( -3 ) 2 -4 · 2 · ( -2 ) 22

x1,2 = +3 ± 9 +16 4

x1,2 = +3 ± 25 4

x1 = 3 + 25 4 = 3 +5 4 = 8 4 = 2

x2 = 3 - 25 4 = 3 -5 4 = -2 4 = -0,5

L={ -0,5 ; 2 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 + 11 2 x + 9 2 = 0

Lösung einblenden
x 2 + 11 2 x + 9 2 = 0 |⋅ 2
2( x 2 + 11 2 x + 9 2 ) = 0

2 x 2 +11x +9 = 0

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

x1,2 = -11 ± 11 2 -4 · 2 · 9 22

x1,2 = -11 ± 121 -72 4

x1,2 = -11 ± 49 4

x1 = -11 + 49 4 = -11 +7 4 = -4 4 = -1

x2 = -11 - 49 4 = -11 -7 4 = -18 4 = -4,5

L={ -4,5 ; -1 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

8 x 2 -4x +4 = ( 7x -8 ) ( x -1 ) +11x +5

Lösung einblenden
8 x 2 -4x +4 = ( 7x -8 ) ( x -1 ) +11x +5
8 x 2 -4x +4 = 7 x 2 -15x +8 +11x +5
8 x 2 -4x +4 = 7 x 2 -4x +13 | -4
8 x 2 -4x = 7 x 2 -4x +9 | -7 x 2 +4x
x 2 = 9 | 2
x1 = - 9 = -3
x2 = 9 = 3

L={ -3 ; 3 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 -1 .

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 -1 = 0 | +1
x 2 = 1 | 2
x1 = - 1 = -1
x2 = 1 = 1

L={ -1 ; 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( -1 |0) und N2( 1 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 3 x 2 +6x -3
und
g(x)= 2 x 2 +4x -4 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

3 x 2 +6x -3 = 2 x 2 +4x -4 | -2 x 2 -4x +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!

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 ) = 2 ( -1 ) 2 +4( -1 ) -4 = 21 -4 -4 = 2 -4 -4 = -6

Der einzige Schnittpunkt ist also S( -1 | -6 ).

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 + x +10 .

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 1 Einheit(en) nach rechts geht, so muss man 1 nach oben gehen. Die Steigung ist also m=1.

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

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

f(x)=g(x)

x +1 = - x 2 + x +10 | -1
x = - x 2 + x +9 | + x 2 - x
x 2 = 9 | 2
x1 = - 9 = -3
x2 = 9 = 3

L={ -3 ; 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( -3 ) = - ( -3 ) 2 -3 +10 = -9 -3 +10 = -2

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

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