Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x 2 -7x -30 = 0

Lösung einblenden

2 x 2 -7x -30 = 0

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

x1,2 = +7 ± ( -7 ) 2 -4 · 2 · ( -30 ) 2⋅2

x1,2 = +7 ± 49 +240 4

x1,2 = +7 ± 289 4

x1 = 7 + 289 4 = 7 +17 4 = 24 4 = 6

x2 = 7 - 289 4 = 7 -17 4 = -10 4 = -2,5

L={ -2,5 ; 6 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

23x +45 = -2 x 2

Lösung einblenden
23x +45 = -2 x 2 | +2 x 2

2 x 2 +23x +45 = 0

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

x1,2 = -23 ± 23 2 -4 · 2 · 45 2⋅2

x1,2 = -23 ± 529 -360 4

x1,2 = -23 ± 169 4

x1 = -23 + 169 4 = -23 +13 4 = -10 4 = -2,5

x2 = -23 - 169 4 = -23 -13 4 = -36 4 = -9

L={ -9 ; -2,5 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-3 x 2 +18x -30 = 0

Lösung einblenden
-3 x 2 +18x -30 = 0 |:3

- x 2 +6x -10 = 0

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

x1,2 = -6 ± 6 2 -4 · ( -1 ) · ( -10 ) 2⋅( -1 )

x1,2 = -6 ± 36 -40 -2

x1,2 = -6 ± ( -4 ) -2

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

L={}

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-7 x 2 +2x -1 = ( -8x +3 ) ( x +6 ) +53x -24

Lösung einblenden
-7 x 2 +2x -1 = ( -8x +3 ) ( x +6 ) +53x -24
-7 x 2 +2x -1 = -8 x 2 -45x +18 +53x -24
-7 x 2 +2x -1 = -8 x 2 +8x -6 | +8 x 2 -8x +6

x 2 -6x +5 = 0

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

x1,2 = +6 ± ( -6 ) 2 -4 · 1 · 5 2⋅1

x1,2 = +6 ± 36 -20 2

x1,2 = +6 ± 16 2

x1 = 6 + 16 2 = 6 +4 2 = 10 2 = 5

x2 = 6 - 16 2 = 6 -4 2 = 2 2 = 1

L={ 1 ; 5 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= -3 x 2 -42x -147 .

Lösung einblenden

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

f(x)=0

-3 x 2 -42x -147 = 0 |:3

- 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)= -2 x 2 +5x +11
und
g(x)= -3 x 2 - x +2 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

-2 x 2 +5x +11 = -3 x 2 - x +2 | +3 x 2 + x -2

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!

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⋅ ( -3 ) 2 - ( -3 ) +2 = -3⋅9 +3 +2 = -27 +3 +2 = -22

Der einzige Schnittpunkt ist also S( -3 | -22 ).

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 -9x -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 1 Einheit(en) nach rechts geht, so muss man 1 nach oben gehen. Die Steigung ist also m=-1.

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

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

f(x)=g(x)

-x -1 = - x 2 -9x -16 | + x 2 +9x +16

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 = -6 2 = -3

x2 = -8 - 4 2 = -8 -2 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; -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( -5 ) = - ( -5 ) 2 -9⋅( -5 ) -16 = -25 +45 -16 = 4

g( -3 ) = - ( -3 ) 2 -9⋅( -3 ) -16 = -9 +27 -16 = 2

Die Schnittpunkte sind also S1( -5 | 4 ) und S2( -3 | 2 ).