Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +12x +37 = 0

Lösung einblenden

x 2 +12x +37 = 0

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

x1,2 = -12 ± 12 2 -4 · 1 · 37 21

x1,2 = -12 ± 144 -148 2

x1,2 = -12 ± ( -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:

4 x 2 -6 = 23x

Lösung einblenden
4 x 2 -6 = 23x | -23x

4 x 2 -23x -6 = 0

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

x1,2 = +23 ± ( -23 ) 2 -4 · 4 · ( -6 ) 24

x1,2 = +23 ± 529 +96 8

x1,2 = +23 ± 625 8

x1 = 23 + 625 8 = 23 +25 8 = 48 8 = 6

x2 = 23 - 625 8 = 23 -25 8 = -2 8 = -0,25

L={ -0,25 ; 6 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 - 29 4 x + 7 4 = 0

Lösung einblenden
x 2 - 29 4 x + 7 4 = 0 |⋅ 4
4( x 2 - 29 4 x + 7 4 ) = 0

4 x 2 -29x +7 = 0

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

x1,2 = +29 ± ( -29 ) 2 -4 · 4 · 7 24

x1,2 = +29 ± 841 -112 8

x1,2 = +29 ± 729 8

x1 = 29 + 729 8 = 29 +27 8 = 56 8 = 7

x2 = 29 - 729 8 = 29 -27 8 = 2 8 = 0,25

L={ 0,25 ; 7 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-x -8 = ( -x -3 ) ( x -7 ) +3x -44

Lösung einblenden
-x -8 = ( -x -3 ) ( x -7 ) +3x -44
-x -8 = - x 2 +4x +21 +3x -44
-x -8 = - x 2 +7x -23 | + x 2 -7x +23

x 2 -8x +15 = 0

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

x1,2 = +8 ± ( -8 ) 2 -4 · 1 · 15 21

x1,2 = +8 ± 64 -60 2

x1,2 = +8 ± 4 2

x1 = 8 + 4 2 = 8 +2 2 = 10 2 = 5

x2 = 8 - 4 2 = 8 -2 2 = 6 2 = 3

L={ 3 ; 5 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= - x 2 +6x +40 .

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 +6x +40 = 0

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

x1,2 = -6 ± 6 2 -4 · ( -1 ) · 40 2( -1 )

x1,2 = -6 ± 36 +160 -2

x1,2 = -6 ± 196 -2

x1 = -6 + 196 -2 = -6 +14 -2 = 8 -2 = -4

x2 = -6 - 196 -2 = -6 -14 -2 = -20 -2 = 10

L={ -4 ; 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( -4 |0) und N2( 10 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= -2 x 2 +9x +2
und
g(x)= -3 x 2 +5x -2 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

-2 x 2 +9x +2 = -3 x 2 +5x -2 | +3 x 2 -5x +2

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 ) = -3 ( -2 ) 2 +5( -2 ) -2 = -34 -10 -2 = -12 -10 -2 = -24

Der einzige Schnittpunkt ist also S( -2 | -24 ).

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 +8 .

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 +3x +8 | + x 2 -3x -8

x 2 -4x -5 = 0

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

x1,2 = +4 ± ( -4 ) 2 -4 · 1 · ( -5 ) 21

x1,2 = +4 ± 16 +20 2

x1,2 = +4 ± 36 2

x1 = 4 + 36 2 = 4 +6 2 = 10 2 = 5

x2 = 4 - 36 2 = 4 -6 2 = -2 2 = -1

L={ -1 ; 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( -1 ) = - ( -1 ) 2 +3( -1 ) +8 = -1 -3 +8 = 4

g( 5 ) = - 5 2 +35 +8 = -25 +15 +8 = -2

Die Schnittpunkte sind also S1( -1 | 4 ) und S2( 5 | -2 ).