Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 -12x +36 = 0

Lösung einblenden

x 2 -12x +36 = 0

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

x1,2 = +12 ± ( -12 ) 2 -4 · 1 · 36 2⋅1

x1,2 = +12 ± 144 -144 2

x1,2 = +12 ± 0 2

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

x = 12 2 = 6

L={ 6 }

6 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-5x -42 +2 x 2 = 0

Lösung einblenden

2 x 2 -5x -42 = 0

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

x1,2 = +5 ± ( -5 ) 2 -4 · 2 · ( -42 ) 2⋅2

x1,2 = +5 ± 25 +336 4

x1,2 = +5 ± 361 4

x1 = 5 + 361 4 = 5 +19 4 = 24 4 = 6

x2 = 5 - 361 4 = 5 -19 4 = -14 4 = -3,5

L={ -3,5 ; 6 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 -4x -45 = 0

Lösung einblenden

x 2 -4x -45 = 0

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

x1,2 = +4 ± ( -4 ) 2 -4 · 1 · ( -45 ) 2⋅1

x1,2 = +4 ± 16 +180 2

x1,2 = +4 ± 196 2

x1 = 4 + 196 2 = 4 +14 2 = 18 2 = 9

x2 = 4 - 196 2 = 4 -14 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; 9 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

10 x 2 -3x -2 = ( 9x -5 ) ( x -3 ) +31x -17

Lösung einblenden
10 x 2 -3x -2 = ( 9x -5 ) ( x -3 ) +31x -17
10 x 2 -3x -2 = 9 x 2 -32x +15 +31x -17
10 x 2 -3x -2 = 9 x 2 - x -2 | +2
10 x 2 -3x = 9 x 2 - x | - ( 9 x 2 - x )
10 x 2 -9 x 2 -3x + x = 0
x 2 -2x = 0
x ( x -2 ) = 0

Ein Produkt ist genau dann =0, wenn mindestens einer der beiden Faktoren =0 ist.

1. Fall:

x1 = 0

2. Fall:

x -2 = 0 | +2
x2 = 2

L={0; 2 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 - 18 5 x + 81 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 - 18 5 x + 81 25 = 0 |⋅ 25
25( x 2 - 18 5 x + 81 25 ) = 0

25 x 2 -90x +81 = 0

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

x1,2 = +90 ± ( -90 ) 2 -4 · 25 · 81 2⋅25

x1,2 = +90 ± 8100 -8100 50

x1,2 = +90 ± 0 50

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

x = 90 50 = 9 5

L={ 9 5 }

9 5 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( 9 5 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 6 x 2 -6x +21
und
g(x)= 5 x 2 +3x +1 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

6 x 2 -6x +21 = 5 x 2 +3x +1 | -5 x 2 -3x -1

x 2 -9x +20 = 0

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

x1,2 = +9 ± ( -9 ) 2 -4 · 1 · 20 2⋅1

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 ) = 5⋅ 4 2 +3⋅4 +1 = 5⋅16 +12 +1 = 80 +12 +1 = 93

g( 5 ) = 5⋅ 5 2 +3⋅5 +1 = 5⋅25 +15 +1 = 125 +15 +1 = 141

Die Schnittpunkte sind also S1( 4 | 93 ) und S2( 5 | 141 ).

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 + 29 4 x -16 .

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 + 29 4 x -16 |⋅ 4
4( - 3 4 x -1 ) = 4( - x 2 + 29 4 x -16 )
-3x -4 = -4 x 2 +29x -64 | +4 x 2 -29x +64
4 x 2 -32x +60 = 0 |:4

x 2 -8x +15 = 0

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

x1,2 = +8 ± ( -8 ) 2 -4 · 1 · 15 2⋅1

x1,2 = +8 ± 64 -60 2

x1,2 = +8 ± 4 2

x1 = 8 + 4 2 = 8 +2 2 = 10 2 = 5

x2 = 8 - 4 2 = 8 -2 2 = 6 2 = 3

L={ 3 ; 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( 3 ) = - 3 2 + 29 4 ⋅3 -16 = -9 + 87 4 -16 = - 13 4

g( 5 ) = - 5 2 + 29 4 ⋅5 -16 = -25 + 145 4 -16 = - 19 4

Die Schnittpunkte sind also S1( 3 | - 13 4 ) und S2( 5 | - 19 4 ).