Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

5 x 2 -17x +6 = 0

Lösung einblenden

5 x 2 -17x +6 = 0

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

x1,2 = +17 ± ( -17 ) 2 -4 · 5 · 6 25

x1,2 = +17 ± 289 -120 10

x1,2 = +17 ± 169 10

x1 = 17 + 169 10 = 17 +13 10 = 30 10 = 3

x2 = 17 - 169 10 = 17 -13 10 = 4 10 = 0,4

L={ 0,4 ; 3 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-18x +2 x 2 = -36

Lösung einblenden
2 x 2 -18x = -36 | +36
2 x 2 -18x +36 = 0 |:2

x 2 -9x +18 = 0

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

x1,2 = +9 ± ( -9 ) 2 -4 · 1 · 18 21

x1,2 = +9 ± 81 -72 2

x1,2 = +9 ± 9 2

x1 = 9 + 9 2 = 9 +3 2 = 12 2 = 6

x2 = 9 - 9 2 = 9 -3 2 = 6 2 = 3

L={ 3 ; 6 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-3 x 2 -48x -192 = 0

Lösung einblenden
-3 x 2 -48x -192 = 0 |:3

- x 2 -16x -64 = 0

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

x1,2 = +16 ± ( -16 ) 2 -4 · ( -1 ) · ( -64 ) 2( -1 )

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 (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x 2 -3x +1 = ( x +1 ) ( x -9 ) -2x -2

Lösung einblenden
2 x 2 -3x +1 = ( x +1 ) ( x -9 ) -2x -2
2 x 2 -3x +1 = x 2 -8x -9 -2x -2
2 x 2 -3x +1 = x 2 -10x -11 | - x 2 +10x +11

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 = -6 2 = -3

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

L={ -4 ; -3 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 +6x +8 .

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 +6x +8 = 0

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

x1,2 = -6 ± 6 2 -4 · 1 · 8 21

x1,2 = -6 ± 36 -32 2

x1,2 = -6 ± 4 2

x1 = -6 + 4 2 = -6 +2 2 = -4 2 = -2

x2 = -6 - 4 2 = -6 -2 2 = -8 2 = -4

L={ -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( -4 |0) und N2( -2 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

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

x 2 +4x +5 = 0

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

x1,2 = -4 ± 4 2 -4 · 1 · 5 21

x1,2 = -4 ± 16 -20 2

x1,2 = -4 ± ( -4 ) 2

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

L={}

Um die y-Werte der Schnittpunkte zu erhalten, setzt man die x-Werte in eine der beiden (oder zur Probe in beide) Funktionen ein:

Es gibt also keine Schnittpunkte.

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 - 31 4 x -11 .

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 4 Einheit(en) nach rechts geht, so muss man 3 nach oben gehen. Die Steigung ist also m= - 3 4 .

Der Term der abgebildeten Geraden ist also y= - 3 4 x +1 oder f(x)= - 3 4 x +1 .

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

f(x)=g(x)

- 3 4 x +1 = - x 2 - 31 4 x -11 |⋅ 4
4( - 3 4 x +1 ) = 4( - x 2 - 31 4 x -11 )
-3x +4 = -4 x 2 -31x -44 | +4 x 2 +31x +44
4 x 2 +28x +48 = 0 |:4

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 = -6 2 = -3

x2 = -7 - 1 2 = -7 -1 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 ) = - ( -4 ) 2 - 31 4 ( -4 ) -11 = -16 +31 -11 = 4

g( -3 ) = - ( -3 ) 2 - 31 4 ( -3 ) -11 = -9 + 93 4 -11 = 13 4

Die Schnittpunkte sind also S1( -4 | 4 ) und S2( -3 | 13 4 ).