Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 -13x +36 = 0

Lösung einblenden

x 2 -13x +36 = 0

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

x1,2 = +13 ± ( -13 ) 2 -4 · 1 · 36 21

x1,2 = +13 ± 169 -144 2

x1,2 = +13 ± 25 2

x1 = 13 + 25 2 = 13 +5 2 = 18 2 = 9

x2 = 13 - 25 2 = 13 -5 2 = 8 2 = 4

L={ 4 ; 9 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

8x + x 2 = -17

Lösung einblenden
x 2 +8x = -17 | +17

x 2 +8x +17 = 0

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

x1,2 = -8 ± 8 2 -4 · 1 · 17 21

x1,2 = -8 ± 64 -68 2

x1,2 = -8 ± ( -4 ) 2

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

L={}

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 + 33 5 x - 14 5 = 0

Lösung einblenden
x 2 + 33 5 x - 14 5 = 0 |⋅ 5
5( x 2 + 33 5 x - 14 5 ) = 0

5 x 2 +33x -14 = 0

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

x1,2 = -33 ± 33 2 -4 · 5 · ( -14 ) 25

x1,2 = -33 ± 1089 +280 10

x1,2 = -33 ± 1369 10

x1 = -33 + 1369 10 = -33 +37 10 = 4 10 = 0,4

x2 = -33 - 1369 10 = -33 -37 10 = -70 10 = -7

L={ -7 ; 0,4 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-6 x 2 -5x +5 = ( -7x +8 ) ( x -5 ) -42x +36

Lösung einblenden
-6 x 2 -5x +5 = ( -7x +8 ) ( x -5 ) -42x +36
-6 x 2 -5x +5 = -7 x 2 +43x -40 -42x +36
-6 x 2 -5x +5 = -7 x 2 + x -4 | +7 x 2 - x +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!

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= - x 2 +14x -49 .

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 +14x -49 = 0

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

x1,2 = -14 ± 14 2 -4 · ( -1 ) · ( -49 ) 2( -1 )

x1,2 = -14 ± 196 -196 -2

x1,2 = -14 ± 0 -2

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

x = -14 -2 = 7

L={ 7 }

7 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( 7 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= -7x +17
und
g(x)= - x 2 + x +1 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

-7x +17 = - x 2 + x +1 | + x 2 - x -1

x 2 -8x +16 = 0

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

x1,2 = +8 ± ( -8 ) 2 -4 · 1 · 16 21

x1,2 = +8 ± 64 -64 2

x1,2 = +8 ± 0 2

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

x = 8 2 = 4

L={ 4 }

4 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( 4 ) = - 4 2 +4 +1 = -16 +4 +1 = -11

Der einzige Schnittpunkt ist also S( 4 | -11 ).

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 +7x -20 .

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

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

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

f(x)=g(x)

-2x = - x 2 +7x -20 | + x 2 -7x +20

x 2 -9x +20 = 0

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

x1,2 = +9 ± ( -9 ) 2 -4 · 1 · 20 21

x1,2 = +9 ± 81 -80 2

x1,2 = +9 ± 1 2

x1 = 9 + 1 2 = 9 +1 2 = 10 2 = 5

x2 = 9 - 1 2 = 9 -1 2 = 8 2 = 4

L={ 4 ; 5 }

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 +74 -20 = -16 +28 -20 = -8

g( 5 ) = - 5 2 +75 -20 = -25 +35 -20 = -10

Die Schnittpunkte sind also S1( 4 | -8 ) und S2( 5 | -10 ).