Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

16 x 2 +56x +50 = 0

Lösung einblenden
16 x 2 +56x +50 = 0 |:2

8 x 2 +28x +25 = 0

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

x1,2 = -28 ± 28 2 -4 · 8 · 25 28

x1,2 = -28 ± 784 -800 16

x1,2 = -28 ± ( -16 ) 16

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

L={}

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

25 -50x +25 x 2 = 0

Lösung einblenden
25 x 2 -50x +25 = 0 |:25

x 2 -2x +1 = 0

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

x1,2 = +2 ± ( -2 ) 2 -4 · 1 · 1 21

x1,2 = +2 ± 4 -4 2

x1,2 = +2 ± 0 2

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

x = 2 2 = 1

L={ 1 }

1 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +2x +1 = 0

Lösung einblenden

x 2 +2x +1 = 0

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

x1,2 = -2 ± 2 2 -4 · 1 · 1 21

x1,2 = -2 ± 4 -4 2

x1,2 = -2 ± 0 2

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

x = -2 2 = -1

L={ -1 }

-1 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-5 x 2 +2x -3 = ( -6x +8 ) ( x +2 ) +8x -11

Lösung einblenden
-5 x 2 +2x -3 = ( -6x +8 ) ( x +2 ) +8x -11
-5 x 2 +2x -3 = -6 x 2 -4x +16 +8x -11
-5 x 2 +2x -3 = -6 x 2 +4x +5 | +6 x 2 -4x -5

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 = 8 2 = 4

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

L={ -2 ; 4 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 - 39 5 x - 8 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 - 39 5 x - 8 5 = 0 |⋅ 5
5( x 2 - 39 5 x - 8 5 ) = 0

5 x 2 -39x -8 = 0

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

x1,2 = +39 ± ( -39 ) 2 -4 · 5 · ( -8 ) 25

x1,2 = +39 ± 1521 +160 10

x1,2 = +39 ± 1681 10

x1 = 39 + 1681 10 = 39 +41 10 = 80 10 = 8

x2 = 39 - 1681 10 = 39 -41 10 = -2 10 = -0,2

L={ -0,2 ; 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( -0,2 |0) und N2( 8 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= -6x -13
und
g(x)= - x 2 -4x -5 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

-6x -13 = - x 2 -4x -5 | + x 2 +4x +5

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 = 8 2 = 4

x2 = 2 - 36 2 = 2 -6 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 -4( -2 ) -5 = -4 +8 -5 = -1

g( 4 ) = - 4 2 -44 -5 = -16 -16 -5 = -37

Die Schnittpunkte sind also S1( -2 | -1 ) und S2( 4 | -37 ).

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 + 15 2 x -11 .

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 = -2 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 3 nach oben gehen. Die Steigung ist also m= 3 2 .

Der Term der abgebildeten Geraden ist also y= 3 2 x -2 oder f(x)= 3 2 x -2 .

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

f(x)=g(x)

3 2 x -2 = - x 2 + 15 2 x -11 |⋅ 2
2( 3 2 x -2 ) = 2( - x 2 + 15 2 x -11 )
3x -4 = -2 x 2 +15x -22 | +2 x 2 -15x +22
2 x 2 -12x +18 = 0 |:2

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!

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 + 15 2 3 -11 = -9 + 45 2 -11 = 5 2

Der einzige Schnittpunkt ist also S( 3 | 5 2 ).