Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +6x +10 = 0

Lösung einblenden

x 2 +6x +10 = 0

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

x1,2 = -6 ± 6 2 -4 · 1 · 10 21

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 (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +4 +4x = 0

Lösung einblenden

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!

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 + 16 5 x + 64 25 = 0

Lösung einblenden
x 2 + 16 5 x + 64 25 = 0 |⋅ 25
25( x 2 + 16 5 x + 64 25 ) = 0

25 x 2 +80x +64 = 0

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

x1,2 = -80 ± 80 2 -4 · 25 · 64 225

x1,2 = -80 ± 6400 -6400 50

x1,2 = -80 ± 0 50

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

x = -80 50 = - 8 5

L={ - 8 5 }

- 8 5 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-4 x 2 -6x -2 = ( -5x +3 ) ( x +5 ) +13x -19

Lösung einblenden
-4 x 2 -6x -2 = ( -5x +3 ) ( x +5 ) +13x -19
-4 x 2 -6x -2 = -5 x 2 -22x +15 +13x -19
-4 x 2 -6x -2 = -5 x 2 -9x -4 | +5 x 2 +9x +4

x 2 +3x +2 = 0

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

x1,2 = -3 ± 3 2 -4 · 1 · 2 21

x1,2 = -3 ± 9 -8 2

x1,2 = -3 ± 1 2

x1 = -3 + 1 2 = -3 +1 2 = -2 2 = -1

x2 = -3 - 1 2 = -3 -1 2 = -4 2 = -2

L={ -2 ; -1 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 - 15 2 x -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 - 15 2 x -25 = 0 |⋅ 2
2( x 2 - 15 2 x -25 ) = 0

2 x 2 -15x -50 = 0

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

x1,2 = +15 ± ( -15 ) 2 -4 · 2 · ( -50 ) 22

x1,2 = +15 ± 225 +400 4

x1,2 = +15 ± 625 4

x1 = 15 + 625 4 = 15 +25 4 = 40 4 = 10

x2 = 15 - 625 4 = 15 -25 4 = -10 4 = -2,5

L={ -2,5 ; 10 }

Gesucht sind ja die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen), d.h. die gesuchten y-Werte sind immer jeweils 0.

Die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) sind also N1( -2,5 |0) und N2( 10 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 6 x 2 -7x +7
und
g(x)= 5 x 2 -2x +3 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

6 x 2 -7x +7 = 5 x 2 -2x +3 | -5 x 2 +2x -3

x 2 -5x +4 = 0

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

x1,2 = +5 ± ( -5 ) 2 -4 · 1 · 4 21

x1,2 = +5 ± 25 -16 2

x1,2 = +5 ± 9 2

x1 = 5 + 9 2 = 5 +3 2 = 8 2 = 4

x2 = 5 - 9 2 = 5 -3 2 = 2 2 = 1

L={ 1 ; 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( 1 ) = 5 1 2 -21 +3 = 51 -2 +3 = 5 -2 +3 = 6

g( 4 ) = 5 4 2 -24 +3 = 516 -8 +3 = 80 -8 +3 = 75

Die Schnittpunkte sind also S1( 1 | 6 ) und S2( 4 | 75 ).

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 +6x -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 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 -3 oder f(x)= -x -3 .

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

f(x)=g(x)

-x -3 = - x 2 +6x -15 | + x 2 -6x +15

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 }

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 +63 -15 = -9 +18 -15 = -6

g( 4 ) = - 4 2 +64 -15 = -16 +24 -15 = -7

Die Schnittpunkte sind also S1( 3 | -6 ) und S2( 4 | -7 ).