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.

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Wir lesen einfach die beiden Schnittpunkte mit der x-Achse ab: N1(0|0) und N2(4|0).

Also muss der Funktionsterm a · x · ( x -4 ) sein.

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

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

Der gesuchte faktorisierte Funktionsterm ist somit f(x)= - x ( x -4 ) .

Linearfaktordarst. aus Term (a=1)

Beispiel:

Gegeben ist die Funktion f mit f(x)= x 2 -4x .
Bestimme einen Funktionsterm in faktorisierter Darstellung.

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Wir können einfach x ausklammern und erhalten so f(x)= x ( x -4 ) .

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.

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Zuerst lesen wir die beiden Schnittpunkte mit der x-Achse ab: N1(2|0) und N2(5|0).

Also muss der Funktionsterm a · ( x -2 ) · ( x -5 ) 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(3|1).
Es gilt dann ja: f(3)=1,
also f(3)= a · ( 3 -2 ) · ( 3 -5 ) = -2a =1.

Hieraus ergibt sich a= - 1 2 .

Der gesuchte faktorisierte Funktionsterm ist somit f(x)= - 1 2 ( x -2 ) ( x -5 ) .

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.

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

Also muss der Funktionsterm a · x · ( 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(1|2).
Es gilt dann ja: f(1)=2,
also f(1)= a · 1 · ( 1 -2 ) = -a =2.

Hieraus ergibt sich a=-2.

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

Jetzt muss der faktorisierte Term eben noch ausmultipliziert werden:

f(x)= -2 x ( x -2 )

= -2( x · x + x · ( -2 ))

= -2( x · x -2x )

= -2( x 2 -2x )

= -2 x 2 +4x

Der gesuchte Funktionsterm in der Form f(x) = ax² + bx + c ist somit f(x)= -2 x 2 +4x

Linearfakt. aus Term (a≠1)

Beispiel:

Gegeben ist die Funktion f mit f(x)= -4 x 2 +24x -20 .
Bestimme einen Funktionsterm in faktorisierter Darstellung.

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

-4 x 2 +24x -20 = 0 |:4

- x 2 +6x -5 = 0

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

x1,2 = -6 ± 6 2 -4 · ( -1 ) · ( -5 ) 2( -1 )

x1,2 = -6 ± 36 -20 -2

x1,2 = -6 ± 16 -2

x1 = -6 + 16 -2 = -6 +4 -2 = -2 -2 = 1

x2 = -6 - 16 -2 = -6 -4 -2 = -10 -2 = 5

Für jedes a hat also der Funktionterm a · ( x -1 ) · ( x -5 ) genau die gleichen Nullstellen wie f(x)= -4 x 2 +24x -20 .

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 -5 )

= a · ( x · x + x · ( -5 ) -1 · x -1 · ( -5 ) )

= a · ( x · x -5x - x +5 )

= a · ( x 2 -6x +5 )

Für a = -4 ergibt sich also tatsächlich:

-4( x 2 -6x +5 ) = -4 x 2 +24x -20 = f(x)

Der gesuchte Funktionsterm in faktorisierter Darstellung ist also: f(x)= -4 ( x -1 ) ( x -5 )