Aufgabenbeispiele von nach x auflösen

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x-Werte berechnen (f(x) gegeben)

Beispiel:

Gegeben ist die Funktion f mit f(x)= x 2 -3x -14 . Berechne alle Stellen für die gilt: f(x) = 4.

Lösung einblenden

Es gilt f(x) = 4, also x 2 -3x -14 = 4.

x 2 -3x -14 = 4 | -4

x 2 -3x -18 = 0

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

x1,2 = +3 ± ( -3 ) 2 -4 · 1 · ( -18 ) 21

x1,2 = +3 ± 9 +72 2

x1,2 = +3 ± 81 2

x1 = 3 + 81 2 = 3 +9 2 = 12 2 = 6

x2 = 3 - 81 2 = 3 -9 2 = -6 2 = -3

An den Stellen x1 = -3 und x2 = 6 gilt also f(x)= 4.

x-Werte berechnen (schwerer)

Beispiel:

Gegeben ist die Funktion f mit f(x)= -2 ( x +3 ) 4 +37 . Berechne alle Stellen für die gilt: f(x) = 5.

Lösung einblenden

Es gilt f(x) = 5, also -2 ( x +3 ) 4 +37 = 5.

-2 ( x +3 ) 4 +37 = 5 | -37
-2 ( x +3 ) 4 = -32 |: ( -2 )
( x +3 ) 4 = 16 | 4

1. Fall

x +3 = - 16 4 = -2
x +3 = -2 | -3
x1 = -5

2. Fall

x +3 = 16 4 = 2
x +3 = 2 | -3
x2 = -1

An den Stellen x1 = -5 und x2 = -1 gilt also f(x)= 5.

Nullstellen berechnen

Beispiel:

Bestimme die Schnittpunkte der Funktion f mit f(x)= 5 x 5 +20 x 4 -25 x 3 mit der x-Achse.

Lösung einblenden

An den Schnittpunkten mit der x-Achse müssen die Funktionswerte null sein, also müssen wir den Funktionsterm =0 setzen:

5 x 5 +20 x 4 -25 x 3 = 0
5 x 3 ( x 2 +4x -5 ) = 0

Ein Produkt ist genau dann =0, wenn mindestens einer der beiden Faktoren =0 ist.

1. Fall:

x 3 = 0 | 3
x1 = 0

2. Fall:

x 2 +4x -5 = 0

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

x2,3 = -4 ± 4 2 -4 · 1 · ( -5 ) 21

x2,3 = -4 ± 16 +20 2

x2,3 = -4 ± 36 2

x2 = -4 + 36 2 = -4 +6 2 = 2 2 = 1

x3 = -4 - 36 2 = -4 -6 2 = -10 2 = -5

Da die y-Werte als Funktionswerte =0 sein müssen, ergeben sich als Schnittpunkte mit der x-Achse:

S1( -5 |0), S2(0|0), S3( 1 |0)

Schnittpunkte berechnen

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Graphen der Funktionen f und g mit f(x)= x 6 - x 3 -4 x 2 +5 und g(x)= -4 x 2 +5 .

Lösung einblenden

An den Schnittstellen müssen die Funktionswerte der beiden Graphen gleich sein, also müssen wir die beiden Funktionsterme gleichsetzen:

x 6 - x 3 -4 x 2 +5 = -4 x 2 +5 | -5
x 6 - x 3 -4 x 2 = -4 x 2 | +4 x 2
x 6 - x 3 -4 x 2 +4 x 2 = 0
x 6 - x 3 = 0
x 3 ( x 3 -1 ) = 0

Ein Produkt ist genau dann =0, wenn mindestens einer der beiden Faktoren =0 ist.

1. Fall:

x 3 = 0 | 3
x1 = 0

2. Fall:

x 3 -1 = 0 | +1
x 3 = 1 | 3
x2 = 1 3 = 1

Um noch die y-Werte der Schnittpunkte zu erhalten, muss man die Lösungen entweder in f oder in g einsetzen (weil es Schnittpunkte sind, müssen ja bei diesem x-Wert beide y-Werte (also Funktionswerte) gleich sein).

g(0) = -4 0 2 +5 = 5 S1(0| 5 )

g( 1 ) = -4 1 2 +5 = 1 S2( 1 | 1 )