Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x 2 - x -21 = 0

Lösung einblenden

2 x 2 - x -21 = 0

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

x1,2 = +1 ± ( -1 ) 2 -4 · 2 · ( -21 ) 22

x1,2 = +1 ± 1 +168 4

x1,2 = +1 ± 169 4

x1 = 1 + 169 4 = 1 +13 4 = 14 4 = 3,5

x2 = 1 - 169 4 = 1 -13 4 = -12 4 = -3

L={ -3 ; 3,5 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 +18x -36 = 0

Lösung einblenden
4 x 2 +18x -36 = 0 |:2

2 x 2 +9x -18 = 0

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

x1,2 = -9 ± 9 2 -4 · 2 · ( -18 ) 22

x1,2 = -9 ± 81 +144 4

x1,2 = -9 ± 225 4

x1 = -9 + 225 4 = -9 +15 4 = 6 4 = 1,5

x2 = -9 - 225 4 = -9 -15 4 = -24 4 = -6

L={ -6 ; 1,5 }

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 21

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:

-2 x 2 +5x +2 = ( -3x +4 ) ( x -3 ) -2x +9

Lösung einblenden
-2 x 2 +5x +2 = ( -3x +4 ) ( x -3 ) -2x +9
-2 x 2 +5x +2 = -3 x 2 +13x -12 -2x +9
-2 x 2 +5x +2 = -3 x 2 +11x -3 | +3 x 2 -11x +3

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 = 10 2 = 5

x2 = 6 - 16 2 = 6 -4 2 = 2 2 = 1

L={ 1 ; 5 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 + 1 5 x - 18 5 .

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 + 1 5 x - 18 5 = 0 |⋅ 5
5( x 2 + 1 5 x - 18 5 ) = 0

5 x 2 + x -18 = 0

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

x1,2 = -1 ± 1 2 -4 · 5 · ( -18 ) 25

x1,2 = -1 ± 1 +360 10

x1,2 = -1 ± 361 10

x1 = -1 + 361 10 = -1 +19 10 = 18 10 = 1,8

x2 = -1 - 361 10 = -1 -19 10 = -20 10 = -2

L={ -2 ; 1,8 }

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

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= - x 2 -7x +11
und
g(x)= -2 x 2 + x -5 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

- x 2 -7x +11 = -2 x 2 + x -5 | +2 x 2 - x +5

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!

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 ) = -2 4 2 +4 -5 = -216 +4 -5 = -32 +4 -5 = -33

Der einzige Schnittpunkt ist also S( 4 | -33 ).

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 - 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 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 oder f(x)= x .

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

f(x)=g(x)

x = - x 2 - x +8 | + x 2 + x -8

x 2 +2x -8 = 0

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

x1,2 = -2 ± 2 2 -4 · 1 · ( -8 ) 21

x1,2 = -2 ± 4 +32 2

x1,2 = -2 ± 36 2

x1 = -2 + 36 2 = -2 +6 2 = 4 2 = 2

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

L={ -4 ; 2 }

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 - ( -4 ) +8 = -16 +4 +8 = -4

g( 2 ) = - 2 2 - 2 +8 = -4 -2 +8 = 2

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