Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +11x +10 = 0

Lösung einblenden

x 2 +11x +10 = 0

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

x1,2 = -11 ± 11 2 -4 · 1 · 10 21

x1,2 = -11 ± 121 -40 2

x1,2 = -11 ± 81 2

x1 = -11 + 81 2 = -11 +9 2 = -2 2 = -1

x2 = -11 - 81 2 = -11 -9 2 = -20 2 = -10

L={ -10 ; -1 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-40x +16 x 2 = -26

Lösung einblenden
16 x 2 -40x = -26 | +26
16 x 2 -40x +26 = 0 |:2

8 x 2 -20x +13 = 0

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

x1,2 = +20 ± ( -20 ) 2 -4 · 8 · 13 28

x1,2 = +20 ± 400 -416 16

x1,2 = +20 ± ( -16 ) 16

Da die Diskriminante (Zahl unter der Wurzel) negativ ist, hat die quadratische Gleichung keine Lösung!

L={}

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +4x +5 = 0

Lösung einblenden

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 ± ( -4 ) 2

Da die Diskriminante (Zahl unter der Wurzel) negativ ist, hat die quadratische Gleichung keine Lösung!

L={}

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 +5x -4 = ( 3x -6 ) ( x +5 ) -4x +27

Lösung einblenden
4 x 2 +5x -4 = ( 3x -6 ) ( x +5 ) -4x +27
4 x 2 +5x -4 = 3 x 2 +9x -30 -4x +27
4 x 2 +5x -4 = 3 x 2 +5x -3 | +4
4 x 2 +5x = 3 x 2 +5x +1 | -3 x 2 -5x
x 2 = 1 | 2
x1 = - 1 = -1
x2 = 1 = 1

L={ -1 ; 1 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 - 26 5 x +1 .

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 - 26 5 x +1 = 0 |⋅ 5
5( x 2 - 26 5 x +1 ) = 0

5 x 2 -26x +5 = 0

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

x1,2 = +26 ± ( -26 ) 2 -4 · 5 · 5 25

x1,2 = +26 ± 676 -100 10

x1,2 = +26 ± 576 10

x1 = 26 + 576 10 = 26 +24 10 = 50 10 = 5

x2 = 26 - 576 10 = 26 -24 10 = 2 10 = 0,2

L={ 0,2 ; 5 }

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( 0,2 |0) und N2( 5 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= 3 x 2 -7x +3
und
g(x)= 2 x 2 -2x -1 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

3 x 2 -7x +3 = 2 x 2 -2x -1 | -2 x 2 +2x +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 = 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 ) = 2 1 2 -21 -1 = 21 -2 -1 = 2 -2 -1 = -1

g( 4 ) = 2 4 2 -24 -1 = 216 -8 -1 = 32 -8 -1 = 23

Die Schnittpunkte sind also S1( 1 | -1 ) und S2( 4 | 23 ).

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 + 14 3 x -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 = 0 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 oder f(x)= - 4 3 x .

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

f(x)=g(x)

- 4 3 x = - x 2 + 14 3 x -8 |⋅ 3
-4x = 3( - x 2 + 14 3 x -8 )
-4x = -3 x 2 +14x -24 | +3 x 2 -14x +24
3 x 2 -18x +24 = 0 |:3

x 2 -6x +8 = 0

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

x1,2 = +6 ± ( -6 ) 2 -4 · 1 · 8 21

x1,2 = +6 ± 36 -32 2

x1,2 = +6 ± 4 2

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

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

L={ 2 ; 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( 2 ) = - 2 2 + 14 3 2 -8 = -4 + 28 3 -8 = - 8 3

g( 4 ) = - 4 2 + 14 3 4 -8 = -16 + 56 3 -8 = - 16 3

Die Schnittpunkte sind also S1( 2 | - 8 3 ) und S2( 4 | - 16 3 ).