Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +8x +16 = 0

Lösung einblenden

x 2 +8x +16 = 0

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

x1,2 = -8 ± 8 2 -4 · 1 · 16 21

x1,2 = -8 ± 64 -64 2

x1,2 = -8 ± 0 2

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

x = -8 2 = -4

L={ -4 }

-4 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

80 +2 x 2 -28x = 0

Lösung einblenden
2 x 2 -28x +80 = 0 |:2

x 2 -14x +40 = 0

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

x1,2 = +14 ± ( -14 ) 2 -4 · 1 · 40 21

x1,2 = +14 ± 196 -160 2

x1,2 = +14 ± 36 2

x1 = 14 + 36 2 = 14 +6 2 = 20 2 = 10

x2 = 14 - 36 2 = 14 -6 2 = 8 2 = 4

L={ 4 ; 10 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-2 x 2 -28x -98 = 0

Lösung einblenden
-2 x 2 -28x -98 = 0 |:2

- 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!

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-3 x 2 +2x +9 = ( -4x -9 ) ( x -6 ) -15x -30

Lösung einblenden
-3 x 2 +2x +9 = ( -4x -9 ) ( x -6 ) -15x -30
-3 x 2 +2x +9 = -4 x 2 +15x +54 -15x -30
-3 x 2 +2x +9 = -4 x 2 +24 | +4 x 2 -24

x 2 +2x -15 = 0

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

x1,2 = -2 ± 2 2 -4 · 1 · ( -15 ) 21

x1,2 = -2 ± 4 +60 2

x1,2 = -2 ± 64 2

x1 = -2 + 64 2 = -2 +8 2 = 6 2 = 3

x2 = -2 - 64 2 = -2 -8 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; 3 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= -2 x 2 -18x -16 .

Lösung einblenden

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

f(x)=0

-2 x 2 -18x -16 = 0 |:2

- x 2 -9x -8 = 0

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

x1,2 = +9 ± ( -9 ) 2 -4 · ( -1 ) · ( -8 ) 2( -1 )

x1,2 = +9 ± 81 -32 -2

x1,2 = +9 ± 49 -2

x1 = 9 + 49 -2 = 9 +7 -2 = 16 -2 = -8

x2 = 9 - 49 -2 = 9 -7 -2 = 2 -2 = -1

L={ -8 ; -1 }

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( -8 |0) und N2( -1 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 9x +15
und
g(x)= - x 2 +2x +3 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

9x +15 = - x 2 +2x +3 | + x 2 -2x -3

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 = -6 2 = -3

x2 = -7 - 1 2 = -7 -1 2 = -8 2 = -4

L={ -4 ; -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( -4 ) = - ( -4 ) 2 +2( -4 ) +3 = -16 -8 +3 = -21

g( -3 ) = - ( -3 ) 2 +2( -3 ) +3 = -9 -6 +3 = -12

Die Schnittpunkte sind also S1( -4 | -21 ) und S2( -3 | -12 ).

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 -1 .

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 -1 | + x 2 +6x +1

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 = -2 2 = -1

x2 = -5 - 9 2 = -5 -3 2 = -8 2 = -4

L={ -4 ; -1 }

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( -4 ) = - ( -4 ) 2 -6( -4 ) -1 = -16 +24 -1 = 7

g( -1 ) = - ( -1 ) 2 -6( -1 ) -1 = -1 +6 -1 = 4

Die Schnittpunkte sind also S1( -4 | 7 ) und S2( -1 | 4 ).