Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

25 x 2 +70x +49 = 0

Lösung einblenden

25 x 2 +70x +49 = 0

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

x1,2 = -70 ± 70 2 -4 · 25 · 49 225

x1,2 = -70 ± 4900 -4900 50

x1,2 = -70 ± 0 50

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

x = -70 50 = - 7 5

L={ - 7 5 }

- 7 5 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 -17x +15 = 0

Lösung einblenden

4 x 2 -17x +15 = 0

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

x1,2 = +17 ± ( -17 ) 2 -4 · 4 · 15 24

x1,2 = +17 ± 289 -240 8

x1,2 = +17 ± 49 8

x1 = 17 + 49 8 = 17 +7 8 = 24 8 = 3

x2 = 17 - 49 8 = 17 -7 8 = 10 8 = 1,25

L={ 1,25 ; 3 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 - 3 2 x - 27 2 = 0

Lösung einblenden
x 2 - 3 2 x - 27 2 = 0 |⋅ 2
2( x 2 - 3 2 x - 27 2 ) = 0

2 x 2 -3x -27 = 0

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

x1,2 = +3 ± ( -3 ) 2 -4 · 2 · ( -27 ) 22

x1,2 = +3 ± 9 +216 4

x1,2 = +3 ± 225 4

x1 = 3 + 225 4 = 3 +15 4 = 18 4 = 4,5

x2 = 3 - 225 4 = 3 -15 4 = -12 4 = -3

L={ -3 ; 4,5 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

9 x 2 -9x -9 = ( 8x -2 ) ( x +4 ) -37x +7

Lösung einblenden
9 x 2 -9x -9 = ( 8x -2 ) ( x +4 ) -37x +7
9 x 2 -9x -9 = 8 x 2 +30x -8 -37x +7
9 x 2 -9x -9 = 8 x 2 -7x -1 | -8 x 2 +7x +1

x 2 -2x -8 = 0

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

x1,2 = +2 ± ( -2 ) 2 -4 · 1 · ( -8 ) 21

x1,2 = +2 ± 4 +32 2

x1,2 = +2 ± 36 2

x1 = 2 + 36 2 = 2 +6 2 = 8 2 = 4

x2 = 2 - 36 2 = 2 -6 2 = -4 2 = -2

L={ -2 ; 4 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 +20x +100 .

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 +20x +100 = 0

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

x1,2 = -20 ± 20 2 -4 · 1 · 100 21

x1,2 = -20 ± 400 -400 2

x1,2 = -20 ± 0 2

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

x = -20 2 = -10

L={ -10 }

-10 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( -10 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= - x 2 -15x +29
und
g(x)= -2 x 2 -5x +4 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

- x 2 -15x +29 = -2 x 2 -5x +4 | +2 x 2 +5x -4

x 2 -10x +25 = 0

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

x1,2 = +10 ± ( -10 ) 2 -4 · 1 · 25 21

x1,2 = +10 ± 100 -100 2

x1,2 = +10 ± 0 2

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

x = 10 2 = 5

L={ 5 }

5 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( 5 ) = -2 5 2 -55 +4 = -225 -25 +4 = -50 -25 +4 = -71

Der einzige Schnittpunkt ist also S( 5 | -71 ).

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 + 5 2 x +15 .

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 = 3 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 +3 oder f(x)= 3 2 x +3 .

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

f(x)=g(x)

3 2 x +3 = - x 2 + 5 2 x +15 |⋅ 2
2( 3 2 x +3 ) = 2( - x 2 + 5 2 x +15 )
3x +6 = -2 x 2 +5x +30 | +2 x 2 -5x -30
2 x 2 -2x -24 = 0 |:2

x 2 - x -12 = 0

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

x1,2 = +1 ± ( -1 ) 2 -4 · 1 · ( -12 ) 21

x1,2 = +1 ± 1 +48 2

x1,2 = +1 ± 49 2

x1 = 1 + 49 2 = 1 +7 2 = 8 2 = 4

x2 = 1 - 49 2 = 1 -7 2 = -6 2 = -3

L={ -3 ; 4 }

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 2 ( -3 ) +15 = -9 - 15 2 +15 = - 3 2

g( 4 ) = - 4 2 + 5 2 4 +15 = -16 +10 +15 = 9

Die Schnittpunkte sind also S1( -3 | - 3 2 ) und S2( 4 | 9 ).