Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x 2 +7x +5 = 0

Lösung einblenden

2 x 2 +7x +5 = 0

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

x1,2 = -7 ± 7 2 -4 · 2 · 5 22

x1,2 = -7 ± 49 -40 4

x1,2 = -7 ± 9 4

x1 = -7 + 9 4 = -7 +3 4 = -4 4 = -1

x2 = -7 - 9 4 = -7 -3 4 = -10 4 = -2,5

L={ -2,5 ; -1 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

15 +2 x 2 = -11x

Lösung einblenden
2 x 2 +15 = -11x | +11x

2 x 2 +11x +15 = 0

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

x1,2 = -11 ± 11 2 -4 · 2 · 15 22

x1,2 = -11 ± 121 -120 4

x1,2 = -11 ± 1 4

x1 = -11 + 1 4 = -11 +1 4 = -10 4 = -2,5

x2 = -11 - 1 4 = -11 -1 4 = -12 4 = -3

L={ -3 ; -2,5 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 x 2 +54x +243 = 0

Lösung einblenden
3 x 2 +54x +243 = 0 |:3

x 2 +18x +81 = 0

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

x1,2 = -18 ± 18 2 -4 · 1 · 81 21

x1,2 = -18 ± 324 -324 2

x1,2 = -18 ± 0 2

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

x = -18 2 = -9

L={ -9 }

-9 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x 2 +2x -8 = ( x -6 ) ( x +1 ) +14x -14

Lösung einblenden
2 x 2 +2x -8 = ( x -6 ) ( x +1 ) +14x -14
2 x 2 +2x -8 = x 2 -5x -6 +14x -14
2 x 2 +2x -8 = x 2 +9x -20 | - x 2 -9x +20

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 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= 2 x 2 -32x +128 .

Lösung einblenden

Um die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) zu berechnen muss man einfach die Funktion gleich Null setzen, also

f(x)=0

2 x 2 -32x +128 = 0 |:2

x 2 -16x +64 = 0

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

x1,2 = +16 ± ( -16 ) 2 -4 · 1 · 64 21

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!

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( 8 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 2 x 2 +3x -20
und
g(x)= x 2 +5x -5 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

2 x 2 +3x -20 = x 2 +5x -5 | - x 2 -5x +5

x 2 -2x -15 = 0

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

x1,2 = +2 ± ( -2 ) 2 -4 · 1 · ( -15 ) 21

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 }

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 +5( -3 ) -5 = 9 -15 -5 = -11

g( 5 ) = 5 2 +55 -5 = 25 +25 -5 = 45

Die Schnittpunkte sind also S1( -3 | -11 ) und S2( 5 | 45 ).

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 -3x -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 1 Einheit(en) nach rechts geht, so muss man 4 nach oben gehen. Die Steigung ist also m=4.

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

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

f(x)=g(x)

4x -1 = - x 2 -3x -11 | + x 2 +3x +11

x 2 +7x +10 = 0

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

x1,2 = -7 ± 7 2 -4 · 1 · 10 21

x1,2 = -7 ± 49 -40 2

x1,2 = -7 ± 9 2

x1 = -7 + 9 2 = -7 +3 2 = -4 2 = -2

x2 = -7 - 9 2 = -7 -3 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; -2 }

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( -5 ) = - ( -5 ) 2 -3( -5 ) -11 = -25 +15 -11 = -21

g( -2 ) = - ( -2 ) 2 -3( -2 ) -11 = -4 +6 -11 = -9

Die Schnittpunkte sind also S1( -5 | -21 ) und S2( -2 | -9 ).