Aufgabenbeispiele von Linearfaktordarstellung

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Linearfaktordarst. am Graph (a=1)

Beispiel:

Du hast entweder einen veralteten Browser oder Javascript ausgeschaltet. Deswegen kannst du leider das Schaubild nicht sehen :(
Gezeichnet ist eine Normalparabel. Bestimme einen Funktionsterm in faktorisierter Darstellung.

Lösung einblenden

Wir lesen einfach die beiden Schnittpunkte mit der x-Achse ab: N1(-3|0) und N2(0|0).

Also muss der Funktionsterm a · ( x +3 ) · x sein.

Weil es sich ja aber um eine Normalparabel handelt, kann dieses a nur 1 oder -1 sein.

Die Parabel ist nach oben geöffnet, also muss a=1 sein.

Der gesuchte faktorisierte Funktionsterm ist somit f(x)= ( x +3 ) x .

Linearfaktordarst. aus Term (a=1)

Beispiel:

Gegeben ist die Funktion f mit f(x)= x 2 - x -2 .
Bestimme einen Funktionsterm in faktorisierter Darstellung.

Lösung einblenden

Für die faktorisierte Darstellung brauchen wir die Nullstellen. Also berechnen wir diese als erstes.

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

Der Funktionterm ( x +1 ) ( x -2 ) hat nun also genau die gleichen Nullstellen wie f(x)= x 2 - x -2 und beide Terme haben a=1 als Koeffizient vor dem x² (Normalparabeln).

Also ist f(x)= ( x +1 ) ( x -2 ) bereits der gesuchte Term.

Linearfaktordarst. am Graph (a≠1)

Beispiel:

Du hast entweder einen veralteten Browser oder Javascript ausgeschaltet. Deswegen kannst du leider das Schaubild nicht sehen :(
Gezeichnet ist eine Parabel, die nicht unbedingt eine Normalparabel sein muss. Bestimme einen Funktionsterm in faktorisierter Darstellung.

Lösung einblenden

Zuerst lesen wir die beiden Schnittpunkte mit der x-Achse ab: N1(-1|0) und N2(2|0).

Also muss der Funktionsterm a · ( x +1 ) · ( x -2 ) sein.

Um dieses a zu bestimmen, suchen wir uns am besten einen Punkt auf dem Graph aus, bei dem sowohl der x-Wert als auch der y-Wert ganzzahlig sind (also ein Punkt auf dem Graph, der genau durch ein 'Kästchenkreuz' geht), in diesem Fall z.B. P(0|1).
Es gilt dann ja: f(0)=1,
also f(0)= a · ( 0 +1 ) · ( 0 -2 ) = -2a =1.

Hieraus ergibt sich a= - 1 2 .

Der gesuchte faktorisierte Funktionsterm ist somit f(x)= - 1 2 ( x +1 ) ( x -2 ) .

Linearfakt. am Graph (a≠1) + Ausmultipl.

Beispiel:

Du hast entweder einen veralteten Browser oder Javascript ausgeschaltet. Deswegen kannst du leider das Schaubild nicht sehen :(
Gezeichnet ist das Schaubild einer Parabel, die nicht unbedingt eine Normalparabel sein muss. Bestimme einen Funktionsterm in der Form f(x) = ax² + bx + c an.

Lösung einblenden

Zuerst lesen wir die beiden Schnittpunkte mit der x-Achse ab: N1(0|0) und N2(3|0).

Also muss der Funktionsterm a · x · ( x -3 ) sein.

Um dieses a zu bestimmen, suchen wir uns am besten einen Punkt auf dem Graph aus, bei dem sowohl der x-Wert als auch der y-Wert ganzzahlig sind (also ein Punkt auf dem Graph, der genau durch ein 'Kästchenkreuz' geht), in diesem Fall z.B. P(1|-1).
Es gilt dann ja: f(1)=-1,
also f(1)= a · 1 · ( 1 -3 ) = -2a =-1.

Hieraus ergibt sich a= 1 2 .

Der gesuchte faktorisierte Funktionsterm ist somit f(x)= 1 2 x ( x -3 ) .

Jetzt muss der faktorisierte Term eben noch ausmultipliziert werden:

f(x)= 1 2 x ( x -3 )

= 1 2 ( x · x + x · ( -3 ))

= 1 2 ( x · x -3x )

= 1 2 ( x 2 -3x )

= 1 2 x 2 - 3 2 x

Der gesuchte Funktionsterm in der Form f(x) = ax² + bx + c ist somit f(x)= 1 2 x 2 - 3 2 x

Linearfakt. aus Term (a≠1)

Beispiel:

Gegeben ist die Funktion f mit f(x)= -2 x 2 +8x -6 .
Bestimme einen Funktionsterm in faktorisierter Darstellung.

Lösung einblenden

Für die faktorisierte Darstellung brauchen wir die Nullstellen. Also berechnen wir diese als erstes.

-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 ) 2( -1 )

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

Für jedes a hat also der Funktionterm a · ( x -1 ) · ( x -3 ) genau die gleichen Nullstellen wie f(x)= -2 x 2 +8x -6 .

Wenn wir nun ausmultiplizieren, erkennenn wir, dass a genau der Koeffizient vor den x² bei unserer Originalfunktion sein muss:

f(x)= a · ( x -1 ) · ( x -3 )

= a · ( x · x + x · ( -3 ) -1 · x -1 · ( -3 ) )

= a · ( x · x -3x - x +3 )

= a · ( x 2 -4x +3 )

Für a = -2 ergibt sich also tatsächlich:

-2( x 2 -4x +3 ) = -2 x 2 +8x -6 = f(x)

Der gesuchte Funktionsterm in faktorisierter Darstellung ist also: f(x)= -2 ( x -1 ) ( x -3 )