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 -2x -19 . Berechne alle Stellen für die gilt: f(x) = 5.

Lösung einblenden

Es gilt f(x) = 5, also x 2 -2x -19 = 5.

x 2 -2x -19 = 5 | -5

x 2 -2x -24 = 0

Lösen mit der a-b-c-Formel (Mitternachtsformel):

eingesetzt in x1,2 = - b ± b 2 -4a · c 2a ergibt:

x1,2 = +2 ± ( -2 ) 2 -4 · 1 · ( -24 ) 21

x1,2 = +2 ± 4 +96 2

x1,2 = +2 ± 100 2

x1 = 2 + 100 2 = 2 +10 2 = 12 2 = 6

x2 = 2 - 100 2 = 2 -10 2 = -8 2 = -4

Lösen mit der p-q-Formel (x² + px + q = 0):

vor dem Einsetzen in x1,2 = - p 2 ± ( p 2 ) 2 - q
berechnen wir zuerst die Diskriminante D = ( p 2 ) 2 - q :

D = ( -1 ) 2 - ( -24 ) = 1+ 24 = 25

x1,2 = 1 ± 25

x1 = 1 - 5 = -4

x2 = 1 + 5 = 6

An den Stellen x1 = -4 und x2 = 6 gilt also f(x)= 5.

x-Werte berechnen (schwerer)

Beispiel:

Gegeben ist die Funktion f mit f(x)= ( x -2 ) 4 -20 . Berechne alle Stellen für die gilt: f(x) = -4.

Lösung einblenden

Es gilt f(x) = -4, also ( x -2 ) 4 -20 = -4.

( x -2 ) 4 -20 = -4 | +20
( x -2 ) 4 = 16 | 4

1. Fall

x -2 = - 16 4 = -2
x -2 = -2 | +2
x1 = 0

2. Fall

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

An den Stellen x1 = 0 und x2 = 4 gilt also f(x)= -4.

Nullstellen berechnen

Beispiel:

Bestimme die Schnittpunkte der Funktion f mit f(x)= 2 ( x +2 ) 3 +16 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:

2 ( x +2 ) 3 +16 = 0 | -16
2 ( x +2 ) 3 = -16 |:2
( x +2 ) 3 = -8 | 3
x +2 = - 8 3 = -2
x +2 = -2 | -2
x = -4

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

S1( -4 |0)

Schnittpunkte berechnen

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

x 6 - x 3 -3x +3 = -3x +3 | -3
x 6 - x 3 -3x = -3x | +3x
x 6 - x 3 -3x +3x = 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) = -30 +3 = 3 S1(0| 3 )

g( 1 ) = -31 +3 = 0 S2( 1 |0)