Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 -20x +100 = 0

Lösung einblenden

x 2 -20x +100 = 0

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

x1,2 = +20 ± ( -20 ) 2 -4 · 1 · 100 21

x1,2 = +20 ± 400 -400 2

x1,2 = +20 ± 0 2

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

x = 20 2 = 10

L={ 10 }

10 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-30x +4 x 2 = 54

Lösung einblenden
4 x 2 -30x = 54 | -54
4 x 2 -30x -54 = 0 |:2

2 x 2 -15x -27 = 0

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

x1,2 = +15 ± ( -15 ) 2 -4 · 2 · ( -27 ) 22

x1,2 = +15 ± 225 +216 4

x1,2 = +15 ± 441 4

x1 = 15 + 441 4 = 15 +21 4 = 36 4 = 9

x2 = 15 - 441 4 = 15 -21 4 = -6 4 = -1,5

L={ -1,5 ; 9 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 - 17 4 x +1 = 0

Lösung einblenden
x 2 - 17 4 x +1 = 0 |⋅ 4
4( x 2 - 17 4 x +1 ) = 0

4 x 2 -17x +4 = 0

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

x1,2 = +17 ± ( -17 ) 2 -4 · 4 · 4 24

x1,2 = +17 ± 289 -64 8

x1,2 = +17 ± 225 8

x1 = 17 + 225 8 = 17 +15 8 = 32 8 = 4

x2 = 17 - 225 8 = 17 -15 8 = 2 8 = 0,25

L={ 0,25 ; 4 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 -3x -7 = ( 3x -8 ) ( x -7 ) +26x -38

Lösung einblenden
4 x 2 -3x -7 = ( 3x -8 ) ( x -7 ) +26x -38
4 x 2 -3x -7 = 3 x 2 -29x +56 +26x -38
4 x 2 -3x -7 = 3 x 2 -3x +18 | +7
4 x 2 -3x = 3 x 2 -3x +25 | -3 x 2 +3x
x 2 = 25 | 2
x1 = - 25 = -5
x2 = 25 = 5

L={ -5 ; 5 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 + 8 5 x + 41 25 .

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 + 8 5 x + 41 25 = 0 |⋅ 25
25( x 2 + 8 5 x + 41 25 ) = 0

25 x 2 +40x +41 = 0

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

x1,2 = -40 ± 40 2 -4 · 25 · 41 225

x1,2 = -40 ± 1600 -4100 50

x1,2 = -40 ± ( -2500 ) 50

Da die Diskriminante (Zahl unter der Wurzel) negativ ist, hat die quadratische Gleichung keine Lösung!

L={}

Es gibt also keine Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 6 x 2 -10
und
g(x)= 5 x 2 - x +2 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

6 x 2 -10 = 5 x 2 - x +2 | -5 x 2 + x -2

x 2 + x -12 = 0

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

x1,2 = -1 ± 1 2 -4 · 1 · ( -12 ) 21

x1,2 = -1 ± 1 +48 2

x1,2 = -1 ± 49 2

x1 = -1 + 49 2 = -1 +7 2 = 6 2 = 3

x2 = -1 - 49 2 = -1 -7 2 = -8 2 = -4

L={ -4 ; 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( -4 ) = 5 ( -4 ) 2 - ( -4 ) +2 = 516 +4 +2 = 80 +4 +2 = 86

g( 3 ) = 5 3 2 - 3 +2 = 59 -3 +2 = 45 -3 +2 = 44

Die Schnittpunkte sind also S1( -4 | 86 ) und S2( 3 | 44 ).

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 + 15 2 x -14 .

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 = -2 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 -2 oder f(x)= 1 2 x -2 .

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

f(x)=g(x)

1 2 x -2 = - x 2 + 15 2 x -14 |⋅ 2
2( 1 2 x -2 ) = 2( - x 2 + 15 2 x -14 )
x -4 = -2 x 2 +15x -28 | +2 x 2 -15x +28
2 x 2 -14x +24 = 0 |:2

x 2 -7x +12 = 0

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

x1,2 = +7 ± ( -7 ) 2 -4 · 1 · 12 21

x1,2 = +7 ± 49 -48 2

x1,2 = +7 ± 1 2

x1 = 7 + 1 2 = 7 +1 2 = 8 2 = 4

x2 = 7 - 1 2 = 7 -1 2 = 6 2 = 3

L={ 3 ; 4 }

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 + 15 2 3 -14 = -9 + 45 2 -14 = - 1 2

g( 4 ) = - 4 2 + 15 2 4 -14 = -16 +30 -14 = 0

Die Schnittpunkte sind also S1( 3 | - 1 2 ) und S2( 4 |0).