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 2⋅1

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:

54 +4 x 2 = -33x

Lösung einblenden
4 x 2 +54 = -33x | +33x

4 x 2 +33x +54 = 0

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

x1,2 = -33 ± 33 2 -4 · 4 · 54 2⋅4

x1,2 = -33 ± 1089 -864 8

x1,2 = -33 ± 225 8

x1 = -33 + 225 8 = -33 +15 8 = -18 8 = -2,25

x2 = -33 - 225 8 = -33 -15 8 = -48 8 = -6

L={ -6 ; -2,25 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 - x + 1 4 = 0

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

4 x 2 -4x +1 = 0

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

x1,2 = +4 ± ( -4 ) 2 -4 · 4 · 1 2⋅4

x1,2 = +4 ± 16 -16 8

x1,2 = +4 ± 0 8

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

x = 4 8 = 1 2

L={ 1 2 }

1 2 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-7 x 2 -9x +6 = ( -8x +7 ) ( x -1 ) -22x +28

Lösung einblenden
-7 x 2 -9x +6 = ( -8x +7 ) ( x -1 ) -22x +28
-7 x 2 -9x +6 = -8 x 2 +15x -7 -22x +28
-7 x 2 -9x +6 = -8 x 2 -7x +21 | +8 x 2 +7x -21

x 2 -2x -15 = 0

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

x1,2 = +2 ± ( -2 ) 2 -4 · 1 · ( -15 ) 2⋅1

x1,2 = +2 ± 4 +60 2

x1,2 = +2 ± 64 2

x1 = 2 + 64 2 = 2 +8 2 = 10 2 = 5

x2 = 2 - 64 2 = 2 -8 2 = -6 2 = -3

L={ -3 ; 5 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 + x -90 .

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 + x -90 = 0

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

x1,2 = -1 ± 1 2 -4 · 1 · ( -90 ) 2⋅1

x1,2 = -1 ± 1 +360 2

x1,2 = -1 ± 361 2

x1 = -1 + 361 2 = -1 +19 2 = 18 2 = 9

x2 = -1 - 361 2 = -1 -19 2 = -20 2 = -10

L={ -10 ; 9 }

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( -10 |0) und N2( 9 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 6 x 2 - x +5
und
g(x)= 5 x 2 -3x +3 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

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

x 2 +2x +2 = 0

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

x1,2 = -2 ± 2 2 -4 · 1 · 2 2⋅1

x1,2 = -2 ± 4 -8 2

x1,2 = -2 ± ( -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:

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Gezeichnet ist die Gerade der Funktion f.

Nicht abgebildet ist der Graph von g mit g(x)= - x 2 - 13 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 3 nach oben gehen. Die Steigung ist also m= 3 2 .

Der Term der abgebildeten Geraden ist also y= 3 2 x +2 oder f(x)= 3 2 x +2 .

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

f(x)=g(x)

3 2 x +2 = - x 2 - 13 2 x -14 |⋅ 2
2( 3 2 x +2 ) = 2( - x 2 - 13 2 x -14 )
3x +4 = -2 x 2 -13x -28 | +2 x 2 +13x +28
2 x 2 +16x +32 = 0 |:2

x 2 +8x +16 = 0

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

x1,2 = -8 ± 8 2 -4 · 1 · 16 2⋅1

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 - 13 2 ⋅( -4 ) -14 = -16 +26 -14 = -4

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