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 -7x +9 . Berechne alle Stellen für die gilt: f(x) = -3.

Lösung einblenden

Es gilt f(x) = -3, also x 2 -7x +9 = -3.

x 2 -7x +9 = -3 | +3

x 2 -7x +12 = 0

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

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

x1,2 = +7 ± ( -7 ) 2 -4 · 1 · 12 2⋅1

x1,2 = +7 ± 49 -48 2

x1,2 = +7 ± 1 2

x1 = 7 + 1 2 = 7 +1 2 = 8 2 = 4

x2 = 7 - 1 2 = 7 -1 2 = 6 2 = 3

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 = ( - 7 2 ) 2 - 12 = 49 4 - 12 = 49 4 - 48 4 = 1 4

x1,2 = 7 2 ± 1 4

x1 = 7 2 - 1 2 = 6 2 = 3

x2 = 7 2 + 1 2 = 8 2 = 4

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

x-Werte berechnen (schwerer)

Beispiel:

Gegeben ist die Funktion f mit f(x)= x 3 -28 . Berechne alle Stellen für die gilt: f(x) = -1.

Lösung einblenden

Es gilt f(x) = -1, also x 3 -28 = -1.

x 3 -28 = -1 | +28
x 3 = 27 | ⋅3
x = 27 3 = 3

An der Stelle x1 = 3 gilt also f(x)= -1.

Nullstellen berechnen

Beispiel:

Bestimme die Schnittpunkte der Funktion f mit f(x)= 2 x 4 -162 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 4 -162 = 0 | +162
2 x 4 = 162 |:2
x 4 = 81 | ⋅4
x1 = - 81 4 = -3
x2 = 81 4 = 3

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

S1( -3 |0), S2( 3 |0)

Schnittpunkte berechnen

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Graphen der Funktionen f und g mit f(x)= x 4 + x 3 +2 x 2 +8x und g(x)= x 3 +2 x 2 .

Lösung einblenden

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

x 4 + x 3 +2 x 2 +8x = x 3 +2 x 2 | - ( x 3 +2 x 2 )
x 4 + x 3 - x 3 +2 x 2 -2 x 2 +8x = 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( -2 ) = ( -2 ) 3 +2⋅ ( -2 ) 2 = 0 ⇒ S1( -2 |0)

g(0) = 0 3 +2⋅ 0 2 = 0 ⇒ S2(0|0)