Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

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Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 -9 = 0

Lösung einblenden
x 2 -9 = 0 | +9
x 2 = 9 | 2
x1 = - 9 = -3
x2 = 9 = 3

L={ -3 ; 3 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x 2 +1 +4x = 0

Lösung einblenden

4 x 2 +4x +1 = 0

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

x1,2 = -4 ± 4 2 -4 · 4 · 1 24

x1,2 = -4 ± 16 -16 8

x1,2 = -4 ± 0 8

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

x = -4 8 = - 1 2

L={ - 1 2 }

- 1 2 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 x 2 -42x +150 = 0

Lösung einblenden
3 x 2 -42x +150 = 0 |:3

x 2 -14x +50 = 0

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

x1,2 = +14 ± ( -14 ) 2 -4 · 1 · 50 21

x1,2 = +14 ± 196 -200 2

x1,2 = +14 ± ( -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:

6 x 2 -2x +5 = ( 5x -4 ) ( x -8 ) +49x -39

Lösung einblenden
6 x 2 -2x +5 = ( 5x -4 ) ( x -8 ) +49x -39
6 x 2 -2x +5 = 5 x 2 -44x +32 +49x -39
6 x 2 -2x +5 = 5 x 2 +5x -7 | -5 x 2 -5x +7

x 2 -7x +12 = 0

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

x1,2 = +7 ± ( -7 ) 2 -4 · 1 · 12 21

x1,2 = +7 ± 49 -48 2

x1,2 = +7 ± 1 2

x1 = 7 + 1 2 = 7 +1 2 = 8 2 = 4

x2 = 7 - 1 2 = 7 -1 2 = 6 2 = 3

L={ 3 ; 4 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 +9x +14 .

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 +9x +14 = 0

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

x1,2 = -9 ± 9 2 -4 · 1 · 14 21

x1,2 = -9 ± 81 -56 2

x1,2 = -9 ± 25 2

x1 = -9 + 25 2 = -9 +5 2 = -4 2 = -2

x2 = -9 - 25 2 = -9 -5 2 = -14 2 = -7

L={ -7 ; -2 }

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( -7 |0) und N2( -2 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Schaubilder von f und g mit
f(x)= - x 2 -6x +1
und
g(x)= -2 x 2 -3x +5 .

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

- x 2 -6x +1 = -2 x 2 -3x +5 | +2 x 2 +3x -5

x 2 -3x -4 = 0

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

x1,2 = +3 ± ( -3 ) 2 -4 · 1 · ( -4 ) 21

x1,2 = +3 ± 9 +16 2

x1,2 = +3 ± 25 2

x1 = 3 + 25 2 = 3 +5 2 = 8 2 = 4

x2 = 3 - 25 2 = 3 -5 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 -3( -1 ) +5 = -21 +3 +5 = -2 +3 +5 = 6

g( 4 ) = -2 4 2 -34 +5 = -216 -12 +5 = -32 -12 +5 = -39

Die Schnittpunkte sind also S1( -1 | 6 ) und S2( 4 | -39 ).

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 + 10 3 x -1 .

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 3 Einheit(en) nach rechts geht, so muss man 2 nach oben gehen. Die Steigung ist also m= - 2 3 .

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

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

f(x)=g(x)

- 2 3 x +2 = - x 2 + 10 3 x -1 |⋅ 3
3( - 2 3 x +2 ) = 3( - x 2 + 10 3 x -1 )
-2x +6 = -3 x 2 +10x -3 | +3 x 2 -10x +3
3 x 2 -12x +9 = 0 |:3

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 = 6 2 = 3

x2 = 4 - 4 2 = 4 -2 2 = 2 2 = 1

L={ 1 ; 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( 1 ) = - 1 2 + 10 3 1 -1 = -1 + 10 3 -1 = 4 3

g( 3 ) = - 3 2 + 10 3 3 -1 = -9 +10 -1 = 0

Die Schnittpunkte sind also S1( 1 | 4 3 ) und S2( 3 |0).