Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x 2 - x -3 = 0

Lösung einblenden

2 x 2 - x -3 = 0

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

x1,2 = +1 ± ( -1 ) 2 -4 · 2 · ( -3 ) 22

x1,2 = +1 ± 1 +24 4

x1,2 = +1 ± 25 4

x1 = 1 + 25 4 = 1 +5 4 = 6 4 = 1,5

x2 = 1 - 25 4 = 1 -5 4 = -4 4 = -1

L={ -1 ; 1,5 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-24x +4 x 2 = -36

Lösung einblenden
4 x 2 -24x = -36 | +36
4 x 2 -24x +36 = 0 |:4

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 (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 - 21 5 x + 4 5 = 0

Lösung einblenden
x 2 - 21 5 x + 4 5 = 0 |⋅ 5
5( x 2 - 21 5 x + 4 5 ) = 0

5 x 2 -21x +4 = 0

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

x1,2 = +21 ± ( -21 ) 2 -4 · 5 · 4 25

x1,2 = +21 ± 441 -80 10

x1,2 = +21 ± 361 10

x1 = 21 + 361 10 = 21 +19 10 = 40 10 = 4

x2 = 21 - 361 10 = 21 -19 10 = 2 10 = 0,2

L={ 0,2 ; 4 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 x 2 +4x -3 = ( 2x +7 ) ( x +8 ) -9x -84

Lösung einblenden
3 x 2 +4x -3 = ( 2x +7 ) ( x +8 ) -9x -84
3 x 2 +4x -3 = 2 x 2 +23x +56 -9x -84
3 x 2 +4x -3 = 2 x 2 +14x -28 | -2 x 2 -14x +28

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!

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 - 3 5 x - 14 5 .

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 - 3 5 x - 14 5 = 0 |⋅ 5
5( x 2 - 3 5 x - 14 5 ) = 0

5 x 2 -3x -14 = 0

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

x1,2 = +3 ± ( -3 ) 2 -4 · 5 · ( -14 ) 25

x1,2 = +3 ± 9 +280 10

x1,2 = +3 ± 289 10

x1 = 3 + 289 10 = 3 +17 10 = 20 10 = 2

x2 = 3 - 289 10 = 3 -17 10 = -14 10 = -1,4

L={ -1,4 ; 2 }

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( -1,4 |0) und N2( 2 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= -3 x 2 +7x +8
und
g(x)= -4 x 2 + x -1 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

-3 x 2 +7x +8 = -4 x 2 + x -1 | +4 x 2 - x +1

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!

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 ) = -4 ( -3 ) 2 -3 -1 = -49 -3 -1 = -36 -3 -1 = -40

Der einzige Schnittpunkt ist also S( -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 - 3 2 x +6 .

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 2 Einheit(en) nach rechts geht, so muss man 1 nach oben gehen. Die Steigung ist also m= - 1 2 .

Der Term der abgebildeten Geraden ist also y= - 1 2 x oder f(x)= - 1 2 x .

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

f(x)=g(x)

- 1 2 x = - x 2 - 3 2 x +6 |⋅ 2
-x = 2( - x 2 - 3 2 x +6 )
-x = -2 x 2 -3x +12 | +2 x 2 +3x -12
2 x 2 +2x -12 = 0 |:2

x 2 + x -6 = 0

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

x1,2 = -1 ± 1 2 -4 · 1 · ( -6 ) 21

x1,2 = -1 ± 1 +24 2

x1,2 = -1 ± 25 2

x1 = -1 + 25 2 = -1 +5 2 = 4 2 = 2

x2 = -1 - 25 2 = -1 -5 2 = -6 2 = -3

L={ -3 ; 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( -3 ) = - ( -3 ) 2 - 3 2 ( -3 ) +6 = -9 + 9 2 +6 = 3 2

g( 2 ) = - 2 2 - 3 2 2 +6 = -4 -3 +6 = -1

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