Quadratische Funktionen mit zwei NullstellenUnser wichtigstes Werkzeug, um die Nullstellen bestimmen zu können, ist die p-q-Formel, die du wahrscheinlich schon beim Lösen quadratischer Gleichungen eingesetzt hast. Mithilfe dieser Formel lassen sich quadratische Gleichungen, die in der Normalform stehen, durch direktes Einsetzen lösen. Show
MerkeMerkeHier klicken zum Ausklappen p-q-Formel $x_{1/2} = -\frac{\textcolor{red}{p}}{2}\pm \sqrt{(\frac{\textcolor{red}{p}}{2})^2-\textcolor{green}{q}}$ Bestimmung von p und von q: $f(x) = x^2+{\textcolor{red}{ p}} \cdot x +{\textcolor{green}{ q}} = 0$ Wichtig ist dabei, dass der Faktor vor dem $x^2$ gleich 1 ist. Ist dies nicht der Fall, musst du die Gleichung so umstellen, dass sich der Faktor 1 ergibt. Dies machst du, indem du die ganze Gleichung durch den Faktor vor $x^2$ teilst. Hierzu ein Beispiel: BeispielBeispielHier klicken zum Ausklappen $f(x) = 3\cdot x^2+6\cdot x-4$ 1. Quadratische Gleichung umformen $0 = 3\cdot x^2+6\cdot x-4$ $|:3$ Zuerst müssen wir durch 3 teilen, damit der Faktor vor dem $x^2$ gleich 1 ist. $0 = x^2+2\cdot x-\frac{4}{3}$ Nun haben wir die Funktion so umgestellt, dass wir p und q bestimmen können. 2. Bestimmung von p und q $0 = x^2+\textcolor{red}{2}\cdot x \textcolor{green}{-\frac{4}{3}}$ $0 = x^2+{\textcolor{red}{ p}} \cdot x +{\textcolor{green}{ q}} = 0$
3. p-q-Formel anwenden $x_{1/2} = -\frac{2}{2}\pm \sqrt{(\frac{2}{2})^2-(-\frac{4}{3})}$ $x_{1/2} = -\frac{2}{2}\pm \sqrt{\frac{2^2}{4}-(-\frac{4}{3})}$ $x_{1/2} = -1\pm \sqrt{1+\frac{4}{3}}$ $x_1 = -1 + \sqrt{1+\frac{4}{3}} \approx 0,53$ $x_2 = -1 - \sqrt{1+\frac{4}{3}} \approx -2,53$ Charakteristisch für quadratische Funktionen mit zwei Nullstellen ist, dass unter der Wurzel eine positive Zahl steht. Daraus ergeben sich zwei Werte für x( $x_1, x_2$). Dies lässt sich vor allem mit der p-q-Formel gut nachvollziehen, da wir einmal plus und einmal minus den Wert der Wurzel rechnen. $\rightarrow x_{1/2} = -\frac{p}{2}\textcolor{red}{\pm}\sqrt{\frac{p^2}{4}-q}$. Betrachten wir noch ein weiteres Beispiel. BeispielBeispielHier klicken zum Ausklappen $f(x) = -x^2+10\cdot x+16$ $0 = -x^2+10\cdot x+16 = 0$ $|\cdot (-1)$ Wir multiplizieren zunächst mit $-1$, damit der Faktor vor $x^2$ gleich $1$ ist. $0 = x^2 - 10\cdot x-16$ Nun können wir die Werte für p und q aus der Gleichung ablesen:
Charakteristisch für die Funktionen mit zwei Nullstellen, ist, dass unter der Wurzel eine positive Zahl steht. Daraus ergeben sich dann zwei Werte ($x_1, x_2$), da wir einmal plus und einmal minus den Wert der Wurzel rechnen. $\rightarrow x_{1/2} = -\frac{p}{2}\textcolor{red}{\pm}\sqrt{\frac{p^2}{4}-q}$. Quadratische Funktionen mit einer NullstelleQuadratische Funktionen, die nur genau eine Nullstelle haben, berühren die x-Achse in einem Punkt. Man sagt dazu auch, dass der Graph die x-Achse tangiert. Schauen wir uns ein Beispiel an: BeispielBeispielHier klicken zum Ausklappen 1. Quadratische Funktion gleich null setzen $f(x) = x^2 - 8\cdot x + 16$ $0 = x^2 - 8\cdot x + 16$ 2. Bestimmung von p und q
3. p-q-Formel anwenden $x_{1/2} = -\frac{-8}{2}\pm \sqrt{\frac{-8^2}{4}-(16)}$ Beim Berechnen der Nullstelle mithilfe der p-q-Formel solcher Funktionen, erkennen wir sofort eine Besonderheit: Bei der Anwendung der p-q-Formel ergibt der Wert unterhalb der Wurzel immer null. Aus diesem Grund kommen keine unterschiedlichen Ergebnisse für $x_1$ und $x_2$ heraus und wir erhalten lediglich genau eine Nullstelle. Quadratische Funktionen ohne NullstelleWie kann es sein, dass eine quadratische Funktion keine Nullstelle besitzt? Betrachten wir beispielsweise die Funktion $f(x) = x^2 - 4\cdot x + 5$. Wir erkennen, dass der Graph die x-Achse weder schneidet noch berührt. Er besitzt also keine Nullstelle. Welches Ergebnis erhalten wir aber, wenn wir versuchen, die Nullstellen der Funktion mithilfe der p-q-Formel zu berechnen? BeispielBeispielHier klicken zum Ausklappen 1. Quadratische Gleichung gleich null setzen $f(x) = x^2-4x+5$ $0 = x^2-4x+5$ 2. Bestimmung von p und q
3. p-q-Formel anwenden $x_{1/2} = -\frac{-4}{2}\pm \sqrt{(\frac{-4}{2})^2-(5)}$ Da die p-q-Formel nicht lösbar ist, gibt es kein Ergebnis und somit auch keine reellen Nullstellen. Anzahl der Nullstellen aus der p-q-Formel ablesenMerkeMerkeHier klicken zum Ausklappen Zwei Nullstellen Genau eine Nullstelle Keine Nullstelle Beispielaufgabe - Nullstellen berechnenSchauen wir uns diese Funktionen an, die zwei Schnittpunkte mit der x-Achse und somit auch zwei Nullstellen hat. $f(x) = 4 x^2 +12 x + 6$ Versuche die Nullstellen einmal selber mithilfe der p-q-Formel zu berechnen. VertiefungHier klicken zum Ausklappen 1. Quadratische Gleichung umformen $f(x) = 4 x^2 +12 x + 6$ $0 = 4 x^2 +12 x + 6$ $|:4$ 2.
Bestimmung von p und q 3. p-q-Formel anwenden $x_{1/2} = -\frac{3}{2}\pm \sqrt{(\frac{3}{2})^2-1,5}$ Jetzt kannst du die Nullstellen von quadratischen Funktionen mithilfe der pq-Formel berechnen. Teste dein neu erlerntes Wissen jetzt mithilfe unserer Übungen. Viel Spaß und Erfolg dabei! Wie berechnet man eine Parabel mit 3 Punkten?Gesucht ist eine Funktionsgleichung.. Lösung: Sind drei Punkte ohne besondere Eigenschaft wie zum Beispiel Nullstellen oder der Scheitelpunkt gegeben, so verwendet man als Ansatz die allgemeine Form (Polynomform) f(x)=ax2+bx+c f ( x ) = a x 2 + b x + c .. Die gesuchte Funktion hat die Gleichung f(x)=0,75x2−2x−1,75.. Wie rechne ich eine quadratische Funktion?Um eine Funktion 2. Grades, also eine quadratische Funktion zu bestimmen, benötigen wir drei Punkte, die nicht sämtlich auf einer Geraden liegen dürfen. Dies liegt daran, dass drei Variablen bestimmt werden müssen. f(x) = ax^2+bx+c \rightarrow Die Variablen a, b und c müssen bestimmt werden.
Wie berechnet man die Normalform?Normalform einer quadratischen Funktion. Wir hatten uns die Allgemeinform einer quadratischen Funktion angeschaut, sie lautet: f(x) = a·x2 + b·x + c , wobei a , b und c reelle Zahlen sind und x die Variable.. Damit wir die Normalform erhalten, muss a = 1 sein.. Wie sieht der Graph einer quadratischen Funktion aus?Funktionsterm und Graph einer quadratischen Funktion
Die Gleichung y=ax2+bx+cheißt Parabelgleichung. Alle Punkte x | y , deren Koordinaten x und y diese Gleichung erfüllen, liegen somit auf der Parabel. Die einfachste quadratische Funktion hat die Gleichung y=f(x)=x2. Ihr Graph ist die Normalparabel.
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