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 +3x -19 . Berechne alle Stellen für die gilt: f(x) = -1.

Lösung einblenden

Es gilt f(x) = -1, also x 2 +3x -19 = -1.

x 2 +3x -19 = -1 | +1

x 2 +3x -18 = 0

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

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

x1,2 = -3 ± 3 2 -4 · 1 · ( -18 ) 2⋅1

x1,2 = -3 ± 9 +72 2

x1,2 = -3 ± 81 2

x1 = -3 + 81 2 = -3 +9 2 = 6 2 = 3

x2 = -3 - 81 2 = -3 -9 2 = -12 2 = -6

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 = ( 3 2 ) 2 - ( -18 ) = 9 4 + 18 = 9 4 + 72 4 = 81 4

x1,2 = - 3 2 ± 81 4

x1 = - 3 2 - 9 2 = - 12 2 = -6

x2 = - 3 2 + 9 2 = 6 2 = 3

An den Stellen x1 = -6 und x2 = 3 gilt also f(x)= -1.

x-Werte berechnen (schwerer)

Beispiel:

Gegeben ist die Funktion f mit f(x)= ( x +5 ) 4 +15 . Berechne alle Stellen für die gilt: f(x) = -1.

Lösung einblenden

Es gilt f(x) = -1, also ( x +5 ) 4 +15 = -1.

( x +5 ) 4 +15 = -1 | -15
( x +5 ) 4 = -16 | ⋅4

Diese Gleichung hat keine (reele) Lösung!

Es gibt also keine Stelle x für die f(x)= -1 gilt.

Nullstellen berechnen

Beispiel:

Bestimme die Schnittpunkte der Funktion f mit f(x)= 2 ( x -5 ) 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 -5 ) 4 -162 = 0 | +162
2 ( x -5 ) 4 = 162 |:2
( x -5 ) 4 = 81 | ⋅4

1. Fall

x -5 = - 81 4 = -3
x -5 = -3 | +5
x1 = 2

2. Fall

x -5 = 81 4 = 3
x -5 = 3 | +5
x2 = 8

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

S1( 2 |0), S2( 8 |0)

Schnittpunkte berechnen

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Graphen der Funktionen f und g mit f(x)= 2 x 4 - x -31 und g(x)= -x +1 .

Lösung einblenden

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

2 x 4 - x -31 = -x +1 | +31
2 x 4 - x = -x +32 | + x
2 x 4 = 32 |:2
x 4 = 16 | ⋅4
x1 = - 16 4 = -2
x2 = 16 4 = 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 ) +1 = 3 ⇒ S1( -2 | 3 )

g( 2 ) = -2 +1 = -1 ⇒ S2( 2 | -1 )