Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 -6x +9 = 0

Lösung einblenden

x 2 -6x +9 = 0

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

x1,2 = +6 ± ( -6 ) 2 -4 · 1 · 9 21

x1,2 = +6 ± 36 -36 2

x1,2 = +6 ± 0 2

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

x = 6 2 = 3

L={ 3 }

3 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

14 -9x = - x 2

Lösung einblenden
-9x +14 = - x 2 | + x 2

x 2 -9x +14 = 0

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

x1,2 = +9 ± ( -9 ) 2 -4 · 1 · 14 21

x1,2 = +9 ± 81 -56 2

x1,2 = +9 ± 25 2

x1 = 9 + 25 2 = 9 +5 2 = 14 2 = 7

x2 = 9 - 25 2 = 9 -5 2 = 4 2 = 2

L={ 2 ; 7 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 + 14 5 x + 49 25 = 0

Lösung einblenden
x 2 + 14 5 x + 49 25 = 0 |⋅ 25
25( x 2 + 14 5 x + 49 25 ) = 0

25 x 2 +70x +49 = 0

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

x1,2 = -70 ± 70 2 -4 · 25 · 49 225

x1,2 = -70 ± 4900 -4900 50

x1,2 = -70 ± 0 50

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

x = -70 50 = - 7 5

L={ - 7 5 }

- 7 5 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

9 x 2 +8x -7 = ( 8x +9 ) ( x +6 ) -49x -60

Lösung einblenden
9 x 2 +8x -7 = ( 8x +9 ) ( x +6 ) -49x -60
9 x 2 +8x -7 = 8 x 2 +57x +54 -49x -60
9 x 2 +8x -7 = 8 x 2 +8x -6 | +7
9 x 2 +8x = 8 x 2 +8x +1 | -8 x 2 -8x
x 2 = 1 | 2
x1 = - 1 = -1
x2 = 1 = 1

L={ -1 ; 1 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

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

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 +4 = 0

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

x1,2 = +4 ± ( -4 ) 2 -4 · 1 · 4 21

x1,2 = +4 ± 16 -16 2

x1,2 = +4 ± 0 2

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

x = 4 2 = 2

L={ 2 }

2 ist 2-fache Lösung!

Gesucht sind ja die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen), d.h. die gesuchten y-Werte sind immer jeweils 0.

Der einzige Schnittpunkt mit der x-Achse ist also N( 2 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

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

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 ) = 3 ( -1 ) 2 +5( -1 ) -2 = 31 -5 -2 = 3 -5 -2 = -4

g( 3 ) = 3 3 2 +53 -2 = 39 +15 -2 = 27 +15 -2 = 40

Die Schnittpunkte sind also S1( -1 | -4 ) und S2( 3 | 40 ).

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 +3x .

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 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 +3 oder f(x)= -x +3 .

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

f(x)=g(x)

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

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 }

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 +31 = -1 +3 = 2

g( 3 ) = - 3 2 +33 = -9 +9 = 0

Die Schnittpunkte sind also S1( 1 | 2 ) und S2( 3 |0).