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 unten 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 -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(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.

Lösung einblenden

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

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

Hieraus ergibt sich a= - 1 2 .

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

Jetzt muss der faktorisierte Term eben noch ausmultipliziert werden:

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

= - 1 2 ( x · x + 1 · x )

= - 1 2 ( x · x + x )

= - 1 2 ( x 2 + x )

= - 1 2 x 2 - 1 2 x

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

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 2( -1 )

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 +2 ) · ( x -1 ) 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 +2 ) · ( x -1 )

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

= a · ( x · x - x +2x -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 +2 ) ( x -1 )