Aufgabenbeispiele von Mitternachtsformel

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


Mitternachtsformel (alles links)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 - x -90 = 0

Lösung einblenden

x 2 - x -90 = 0

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

x1,2 = +1 ± ( -1 ) 2 -4 · 1 · ( -90 ) 21

x1,2 = +1 ± 1 +360 2

x1,2 = +1 ± 361 2

x1 = 1 + 361 2 = 1 +19 2 = 20 2 = 10

x2 = 1 - 361 2 = 1 -19 2 = -18 2 = -9

L={ -9 ; 10 }

Mitternachtsformel (erst sortieren)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

25 -20x = -4 x 2

Lösung einblenden
-20x +25 = -4 x 2 | +4 x 2

4 x 2 -20x +25 = 0

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

x1,2 = +20 ± ( -20 ) 2 -4 · 4 · 25 24

x1,2 = +20 ± 400 -400 8

x1,2 = +20 ± 0 8

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

x = 20 8 = 5 2

L={ 5 2 }

5 2 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit Durchmult.)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

x 2 +5x + 25 4 = 0

Lösung einblenden
x 2 +5x + 25 4 = 0 |⋅ 4
4( x 2 +5x + 25 4 ) = 0

4 x 2 +20x +25 = 0

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

x1,2 = -20 ± 20 2 -4 · 4 · 25 24

x1,2 = -20 ± 400 -400 8

x1,2 = -20 ± 0 8

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

x = -20 8 = - 5 2

L={ - 5 2 }

- 5 2 ist 2-fache Lösung!

Mitternachtsformel (mit vereinfachen)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-x -4 = ( -x +1 ) ( x +5 ) +7x -12

Lösung einblenden
-x -4 = ( -x +1 ) ( x +5 ) +7x -12
-x -4 = - x 2 -4x +5 +7x -12
-x -4 = - x 2 +3x -7 | + x 2 -3x +7

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 }

Nullstellen mit MNF

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte mit der x-Achse (Nullstellen) des Graphen der Funktion f mit f(x)= x 2 +16x +64 .

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 +16x +64 = 0

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

x1,2 = -16 ± 16 2 -4 · 1 · 64 21

x1,2 = -16 ± 256 -256 2

x1,2 = -16 ± 0 2

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

x = -16 2 = -8

L={ -8 }

-8 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( -8 |0).

Schnittpunkte mit MNF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f(x)=g(x)

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

x 2 - x -2 = 0

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

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

x1,2 = +1 ± 1 +8 2

x1,2 = +1 ± 9 2

x1 = 1 + 9 2 = 1 +3 2 = 4 2 = 2

x2 = 1 - 9 2 = 1 -3 2 = -2 2 = -1

L={ -1 ; 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( -1 ) = -2 ( -1 ) 2 +2( -1 ) +2 = -21 -2 +2 = -2 -2 +2 = -2

g( 2 ) = -2 2 2 +22 +2 = -24 +4 +2 = -8 +4 +2 = -2

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

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 - 25 4 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 = 1 kann man dem Schaubild leicht entnehmen.

Etwas schwieriger ist das Ablesen der Steigung m. Wenn man sich jedoch ein Steigungsdreick eingezeichnet denkt und 4 Einheit(en) nach rechts geht, so muss man 3 nach oben gehen. Die Steigung ist also m= 3 4 .

Der Term der abgebildeten Geraden ist also y= 3 4 x +1 oder f(x)= 3 4 x +1 .

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

f(x)=g(x)

3 4 x +1 = - x 2 - 25 4 x -11 |⋅ 4
4( 3 4 x +1 ) = 4( - x 2 - 25 4 x -11 )
3x +4 = -4 x 2 -25x -44 | +4 x 2 +25x +44
4 x 2 +28x +48 = 0 |:4

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 = -6 2 = -3

x2 = -7 - 1 2 = -7 -1 2 = -8 2 = -4

L={ -4 ; -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( -4 ) = - ( -4 ) 2 - 25 4 ( -4 ) -11 = -16 +25 -11 = -2

g( -3 ) = - ( -3 ) 2 - 25 4 ( -3 ) -11 = -9 + 75 4 -11 = - 5 4

Die Schnittpunkte sind also S1( -4 | -2 ) und S2( -3 | - 5 4 ).