Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x 2 +15x -27 = 0

Lösung einblenden

2 x 2 +15x -27 = 0

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

x1,2 = -15 ± 15 2 -4 · 2 · ( -27 ) 22

x1,2 = -15 ± 225 +216 4

x1,2 = -15 ± 441 4

x1 = -15 + 441 4 = -15 +21 4 = 6 4 = 1,5

x2 = -15 - 441 4 = -15 -21 4 = -36 4 = -9

L={ -9 ; 1,5 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x 2 -40 -2x = 0

Lösung einblenden
2 x 2 -2x -40 = 0 |:2

x 2 - x -20 = 0

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

x1,2 = +1 ± ( -1 ) 2 -4 · 1 · ( -20 ) 21

x1,2 = +1 ± 1 +80 2

x1,2 = +1 ± 81 2

x1 = 1 + 81 2 = 1 +9 2 = 10 2 = 5

x2 = 1 - 81 2 = 1 -9 2 = -8 2 = -4

L={ -4 ; 5 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

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 21

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 (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

5 x 2 + x -9 = ( 4x +5 ) ( x -8 ) +25x +41

Lösung einblenden
5 x 2 + x -9 = ( 4x +5 ) ( x -8 ) +25x +41
5 x 2 + x -9 = 4 x 2 -27x -40 +25x +41
5 x 2 + x -9 = 4 x 2 -2x +1 | -4 x 2 +2x -1

x 2 +3x -10 = 0

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

x1,2 = -3 ± 3 2 -4 · 1 · ( -10 ) 21

x1,2 = -3 ± 9 +40 2

x1,2 = -3 ± 49 2

x1 = -3 + 49 2 = -3 +7 2 = 4 2 = 2

x2 = -3 - 49 2 = -3 -7 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; 2 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= -3 x 2 +54x -243 .

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 +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 ) 2( -1 )

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!

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 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= -11x +4
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)

-11x +4 = - x 2 -5x -5 | + x 2 +5x +5

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!

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 -53 -5 = -9 -15 -5 = -29

Der einzige Schnittpunkt ist also S( 3 | -29 ).

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 - 16 3 x -6 .

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

Der Term der abgebildeten Geraden ist also y= - 4 3 x -2 oder f(x)= - 4 3 x -2 .

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

f(x)=g(x)

- 4 3 x -2 = - x 2 - 16 3 x -6 |⋅ 3
3( - 4 3 x -2 ) = 3( - x 2 - 16 3 x -6 )
-4x -6 = -3 x 2 -16x -18 | +3 x 2 +16x +18
3 x 2 +12x +12 = 0 |:3

x 2 +4x +4 = 0

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

x1,2 = -4 ± 4 2 -4 · 1 · 4 21

x1,2 = -4 ± 16 -16 2

x1,2 = -4 ± 0 2

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

x = -4 2 = -2

L={ -2 }

-2 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( -2 ) = - ( -2 ) 2 - 16 3 ( -2 ) -6 = -4 + 32 3 -6 = 2 3

Der einzige Schnittpunkt ist also S( -2 | 2 3 ).