Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 -21x -18 = 0

Lösung einblenden

4 x 2 -21x -18 = 0

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

x1,2 = +21 ± ( -21 ) 2 -4 · 4 · ( -18 ) 24

x1,2 = +21 ± 441 +288 8

x1,2 = +21 ± 729 8

x1 = 21 + 729 8 = 21 +27 8 = 48 8 = 6

x2 = 21 - 729 8 = 21 -27 8 = -6 8 = -0,75

L={ -0,75 ; 6 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

15x + x 2 = -56

Lösung einblenden
x 2 +15x = -56 | +56

x 2 +15x +56 = 0

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

x1,2 = -15 ± 15 2 -4 · 1 · 56 21

x1,2 = -15 ± 225 -224 2

x1,2 = -15 ± 1 2

x1 = -15 + 1 2 = -15 +1 2 = -14 2 = -7

x2 = -15 - 1 2 = -15 -1 2 = -16 2 = -8

L={ -8 ; -7 }

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +9x -10 = 0

Lösung einblenden

x 2 +9x -10 = 0

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

x1,2 = -9 ± 9 2 -4 · 1 · ( -10 ) 21

x1,2 = -9 ± 81 +40 2

x1,2 = -9 ± 121 2

x1 = -9 + 121 2 = -9 +11 2 = 2 2 = 1

x2 = -9 - 121 2 = -9 -11 2 = -20 2 = -10

L={ -10 ; 1 }

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

10 x 2 +8x -6 = ( 9x -6 ) ( x +4 ) -24x +18

Lösung einblenden
10 x 2 +8x -6 = ( 9x -6 ) ( x +4 ) -24x +18
10 x 2 +8x -6 = 9 x 2 +30x -24 -24x +18
10 x 2 +8x -6 = 9 x 2 +6x -6 | +6
10 x 2 +8x = 9 x 2 +6x | - ( 9 x 2 +6x )
10 x 2 -9 x 2 +8x -6x = 0
x 2 +2x = 0
x ( x +2 ) = 0

Ein Produkt ist genau dann =0, wenn mindestens einer der beiden Faktoren =0 ist.

1. Fall:

x1 = 0

2. Fall:

x +2 = 0 | -2
x2 = -2

L={ -2 ; 0}

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 -6x +9 .

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 +9 = 0

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

x1,2 = +6 ± ( -6 ) 2 -4 · 1 · 9 21

x1,2 = +6 ± 36 -36 2

x1,2 = +6 ± 0 2

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

x = 6 2 = 3

L={ 3 }

3 ist 2-fache Lösung!

Gesucht sind ja die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen), d.h. die gesuchten y-Werte sind immer jeweils 0.

Der einzige Schnittpunkt mit der x-Achse ist also N( 3 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= -2x -11
und
g(x)= - x 2 -4x +4 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

-2x -11 = - x 2 -4x +4 | + x 2 +4x -4

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 }

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 -4( -5 ) +4 = -25 +20 +4 = -1

g( 3 ) = - 3 2 -43 +4 = -9 -12 +4 = -17

Die Schnittpunkte sind also S1( -5 | -1 ) und S2( 3 | -17 ).

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 - 9 2 x -3 .

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 2 Einheit(en) nach rechts geht, so muss man 1 nach oben gehen. Die Steigung ist also m= - 1 2 .

Der Term der abgebildeten Geraden ist also y= - 1 2 x oder f(x)= - 1 2 x .

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

f(x)=g(x)

- 1 2 x = - x 2 - 9 2 x -3 |⋅ 2
-x = 2( - x 2 - 9 2 x -3 )
-x = -2 x 2 -9x -6 | +2 x 2 +9x +6
2 x 2 +8x +6 = 0 |:2

x 2 +4x +3 = 0

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

x1,2 = -4 ± 4 2 -4 · 1 · 3 21

x1,2 = -4 ± 16 -12 2

x1,2 = -4 ± 4 2

x1 = -4 + 4 2 = -4 +2 2 = -2 2 = -1

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

L={ -3 ; -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( -3 ) = - ( -3 ) 2 - 9 2 ( -3 ) -3 = -9 + 27 2 -3 = 3 2

g( -1 ) = - ( -1 ) 2 - 9 2 ( -1 ) -3 = -1 + 9 2 -3 = 1 2

Die Schnittpunkte sind also S1( -3 | 3 2 ) und S2( -1 | 1 2 ).