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 3 +2 x 2 -5 . Berechne alle Stellen für die gilt: f(x) = -5.

Lösung einblenden

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

x 3 +2 x 2 -5 = -5 | +5
x 3 +2 x 2 -5 +5 = 0
x 3 +2 x 2 = 0
x 2 ( x +2 ) = 0

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

1. Fall:

x 2 = 0 | 2
x1 = 0

2. Fall:

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

An den Stellen x1 = -2 und x2 = 0 gilt also f(x)= -5.

x-Werte berechnen (schwerer)

Beispiel:

Gegeben ist die Funktion f mit f(x)= ( x -1 ) 3 +62 . Berechne alle Stellen für die gilt: f(x) = -2.

Lösung einblenden

Es gilt f(x) = -2, also ( x -1 ) 3 +62 = -2.

( x -1 ) 3 +62 = -2 | -62
( x -1 ) 3 = -64 | 3
x -1 = - 64 3 = -4
x -1 = -4 | +1
x = -3

An der Stelle x1 = -3 gilt also f(x)= -2.

Nullstellen berechnen

Beispiel:

Bestimme die Schnittpunkte der Funktion f mit f(x)= -3 x 5 -3 x 4 +60 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:

-3 x 5 -3 x 4 +60 x 3 = 0
-3 x 3 ( x 2 + x -20 ) = 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 + x -20 = 0

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

x2,3 = -1 ± 1 2 -4 · 1 · ( -20 ) 21

x2,3 = -1 ± 1 +80 2

x2,3 = -1 ± 81 2

x2 = -1 + 81 2 = -1 +9 2 = 8 2 = 4

x3 = -1 - 81 2 = -1 -9 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( 4 |0)

Schnittpunkte berechnen

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Graphen der Funktionen f und g mit f(x)= x 4 -10x +4 und g(x)= -2x +4 .

Lösung einblenden

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

x 4 -10x +4 = -2x +4 | -4
x 4 -10x = -2x | +2x
x 4 -10x +2x = 0
x 4 -8x = 0
x ( x 3 -8 ) = 0

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

1. Fall:

x1 = 0

2. Fall:

x 3 -8 = 0 | +8
x 3 = 8 | 3
x2 = 8 3 = 2

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) = -20 +4 = 4 S1(0| 4 )

g( 2 ) = -22 +4 = 0 S2( 2 |0)