Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 -12x +36 = 0

Lösung einblenden

x 2 -12x +36 = 0

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

x1,2 = +12 ± ( -12 ) 2 -4 · 1 · 36 21

x1,2 = +12 ± 144 -144 2

x1,2 = +12 ± 0 2

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

x = 12 2 = 6

L={ 6 }

6 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-20x +101 + x 2 = 0

Lösung einblenden

x 2 -20x +101 = 0

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

x1,2 = +20 ± ( -20 ) 2 -4 · 1 · 101 21

x1,2 = +20 ± 400 -404 2

x1,2 = +20 ± ( -4 ) 2

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 - 42 5 x - 27 5 = 0

Lösung einblenden
x 2 - 42 5 x - 27 5 = 0 |⋅ 5
5( x 2 - 42 5 x - 27 5 ) = 0

5 x 2 -42x -27 = 0

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

x1,2 = +42 ± ( -42 ) 2 -4 · 5 · ( -27 ) 25

x1,2 = +42 ± 1764 +540 10

x1,2 = +42 ± 2304 10

x1 = 42 + 2304 10 = 42 +48 10 = 90 10 = 9

x2 = 42 - 2304 10 = 42 -48 10 = -6 10 = -0,6

L={ -0,6 ; 9 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-5x +4 = ( -x -7 ) ( x -9 ) -13x -64

Lösung einblenden
-5x +4 = ( -x -7 ) ( x -9 ) -13x -64
-5x +4 = - x 2 +2x +63 -13x -64
-5x +4 = - x 2 -11x -1 | + x 2 +11x +1

x 2 +6x +5 = 0

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

x1,2 = -6 ± 6 2 -4 · 1 · 5 21

x1,2 = -6 ± 36 -20 2

x1,2 = -6 ± 16 2

x1 = -6 + 16 2 = -6 +4 2 = -2 2 = -1

x2 = -6 - 16 2 = -6 -4 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; -1 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= - x 2 +19x -90 .

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 +19x -90 = 0

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

x1,2 = -19 ± 19 2 -4 · ( -1 ) · ( -90 ) 2( -1 )

x1,2 = -19 ± 361 -360 -2

x1,2 = -19 ± 1 -2

x1 = -19 + 1 -2 = -19 +1 -2 = -18 -2 = 9

x2 = -19 - 1 -2 = -19 -1 -2 = -20 -2 = 10

L={ 9 ; 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( 9 |0) und N2( 10 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

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

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 ) = - 2 2 +2 +3 = -4 +2 +3 = 1

Der einzige Schnittpunkt ist also S( 2 | 1 ).

Schnittpunkte mit MNF (Graph)

Beispiel:

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Gezeichnet ist die Gerade der Funktion f.

Nicht abgebildet ist der Graph von g mit g(x)= - x 2 -5x -21 .

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 = -1 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 4 nach oben gehen. Die Steigung ist also m=4.

Der Term der abgebildeten Geraden ist also y= 4x -1 oder f(x)= 4x -1 .

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

f(x)=g(x)

4x -1 = - x 2 -5x -21 | + x 2 +5x +21

x 2 +9x +20 = 0

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

x1,2 = -9 ± 9 2 -4 · 1 · 20 21

x1,2 = -9 ± 81 -80 2

x1,2 = -9 ± 1 2

x1 = -9 + 1 2 = -9 +1 2 = -8 2 = -4

x2 = -9 - 1 2 = -9 -1 2 = -10 2 = -5

L={ -5 ; -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( -5 ) = - ( -5 ) 2 -5( -5 ) -21 = -25 +25 -21 = -21

g( -4 ) = - ( -4 ) 2 -5( -4 ) -21 = -16 +20 -21 = -17

Die Schnittpunkte sind also S1( -5 | -21 ) und S2( -4 | -17 ).