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 6 - x 3 -1 . Berechne alle Stellen für die gilt: f(x) = -1.

Lösung einblenden

Es gilt f(x) = -1, also x 6 - x 3 -1 = -1.

x 6 - x 3 -1 = -1 | +1
x 6 - x 3 -1 +1 = 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

An den Stellen x1 = 0 und x2 = 1 gilt also f(x)= -1.

x-Werte berechnen (schwerer)

Beispiel:

Gegeben ist die Funktion f mit f(x)= ( x -2 ) 4 -85 . Berechne alle Stellen für die gilt: f(x) = -4.

Lösung einblenden

Es gilt f(x) = -4, also ( x -2 ) 4 -85 = -4.

( x -2 ) 4 -85 = -4 | +85
( x -2 ) 4 = 81 | 4

1. Fall

x -2 = - 81 4 = -3
x -2 = -3 | +2
x1 = -1

2. Fall

x -2 = 81 4 = 3
x -2 = 3 | +2
x2 = 5

An den Stellen x1 = -1 und x2 = 5 gilt also f(x)= -4.

Nullstellen berechnen

Beispiel:

Bestimme die Schnittpunkte der Funktion f mit f(x)= -2 x 4 +32 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 +32 = 0 | -32
-2 x 4 = -32 |: ( -2 )
x 4 = 16 | 4
x1 = - 16 4 = -2
x2 = 16 4 = 2

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

S1( -2 |0), S2( 2 |0)

Schnittpunkte berechnen

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Graphen der Funktionen f und g mit f(x)= -4 x 3 +5 x 2 -10x -10 und g(x)= -4 x 3 +5 .

Lösung einblenden

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

-4 x 3 +5 x 2 -10x -10 = -4 x 3 +5 | +4 x 3 -5
5 x 2 -10x -15 = 0 |:5

x 2 -2x -3 = 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 · ( -3 ) 21

x1,2 = +2 ± 4 +12 2

x1,2 = +2 ± 16 2

x1 = 2 + 16 2 = 2 +4 2 = 6 2 = 3

x2 = 2 - 16 2 = 2 -4 2 = -2 2 = -1

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 - ( -3 ) = 1+ 3 = 4

x1,2 = 1 ± 4

x1 = 1 - 2 = -1

x2 = 1 + 2 = 3

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( -1 ) = -4 ( -1 ) 3 +5 = 9 S1( -1 | 9 )

g( 3 ) = -4 3 3 +5 = -103 S2( 3 | -103 )