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 -4 .
Bestimme einen Funktionsterm in faktorisierter Darstellung.

Lösung einblenden

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

x 2 -4 = 0 | +4
x 2 = 4 | 2
x1 = - 4 = -2
x2 = 4 = 2

Der Funktionterm ( x +2 ) ( x -2 ) hat nun also genau die gleichen Nullstellen wie f(x)= x 2 -4 und beide Terme haben a=1 als Koeffizient vor dem x² (Normalparabeln).

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

Hieraus ergibt sich a=1.

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

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Zuerst lesen wir die beiden Schnittpunkte mit der x-Achse ab: N1(-3|0) und N2(4|0).

Also muss der Funktionsterm a · ( x +3 ) · ( x -4 ) 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(-4|2).
Es gilt dann ja: f(-4)=2,
also f(-4)= a · ( -4 +3 ) · ( -4 -4 ) = 8a =2.

Hieraus ergibt sich a= 1 4 .

Der gesuchte faktorisierte Funktionsterm ist somit f(x)= 1 4 ( x +3 ) ( x -4 ) .

Jetzt muss der faktorisierte Term eben noch ausmultipliziert werden:

f(x)= 1 4 ( x +3 ) ( x -4 )

= 1 4 ( x · x + x · ( -4 ) + 3 · x + 3 · ( -4 ))

= 1 4 ( x · x -4x +3x -12 )

= 1 4 ( x 2 - x -12 )

= 1 4 x 2 - 1 4 x -3

Der gesuchte Funktionsterm in der Form f(x) = ax² + bx + c ist somit f(x)= 1 4 x 2 - 1 4 x -3

Linearfakt. aus Term (a≠1)

Beispiel:

Gegeben ist die Funktion f mit f(x)= 4 x 2 -4x -8 .
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 -4x -8 = 0 |:4

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

Für jedes a hat also der Funktionterm a · ( x +1 ) · ( x -2 ) genau die gleichen Nullstellen wie f(x)= 4 x 2 -4x -8 .

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 -2 )

= a · ( x · x + x · ( -2 ) + 1 · x + 1 · ( -2 ) )

= a · ( x · x -2x + x -2 )

= a · ( x 2 - x -2 )

Für a = 4 ergibt sich also tatsächlich:

4( x 2 - x -2 ) = 4 x 2 -4x -8 = f(x)

Der gesuchte Funktionsterm in faktorisierter Darstellung ist also: f(x)= 4 ( x +1 ) ( x -2 )