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 4 -4 x 2 -3 . Berechne alle Stellen für die gilt: f(x) = -3.

Lösung einblenden

Es gilt f(x) = -3, also x 4 -4 x 2 -3 = -3.

x 4 -4 x 2 -3 = -3 | +3
x 4 -4 x 2 -3 +3 = 0
x 4 -4 x 2 = 0
x 2 · ( x 2 -4 ) = 0

Ein Produkt ist genau dann =0, wenn mindestens einer der beiden Faktoren =0 ist.

1. Fall:

x 2 = 0 | 2
x1 = 0

2. Fall:

x 2 -4 = 0 | +4
x 2 = 4 | 2
x2 = - 4 = -2
x3 = 4 = 2

An den Stellen x1 = -2 , x2 = 0 und x3 = 2 gilt also f(x)= -3.

x-Werte berechnen (schwerer)

Beispiel:

Gegeben ist die Funktion f mit f(x)= ( x -1 ) 3 -10 . Berechne alle Stellen für die gilt: f(x) = -2.

Lösung einblenden

Es gilt f(x) = -2, also ( x -1 ) 3 -10 = -2.

( x -1 ) 3 -10 = -2 | +10
( x -1 ) 3 = 8 | 3
x -1 = 8 3 = 2
x -1 = 2 | +1
x = 3

An der Stelle x1 = 3 gilt also f(x)= -2.

Nullstellen berechnen

Beispiel:

Bestimme die Schnittpunkte der Funktion f mit f(x)= 2 ( -6 -3x ) 3 -54 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 ( -6 -3x ) 3 -54 = 0
2 ( -3x -6 ) 3 -54 = 0 | +54
2 ( -3x -6 ) 3 = 54 |:2
( -3x -6 ) 3 = 27 | 3
-3x -6 = 27 3 = 3
-3x -6 = 3 | +6
-3x = 9 |:(-3 )
x = -3

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

S1( -3 |0)

Schnittpunkte berechnen

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

x 4 - x 2 -4x +1 = -4x +1 | -1
x 4 - x 2 -4x = -4x | +4x
x 4 - x 2 -4x +4x = 0
x 4 - x 2 = 0
x 2 · ( x 2 -1 ) = 0

Ein Produkt ist genau dann =0, wenn mindestens einer der beiden Faktoren =0 ist.

1. Fall:

x 2 = 0 | 2
x1 = 0

2. Fall:

x 2 -1 = 0 | +1
x 2 = 1 | 2
x2 = - 1 = -1
x3 = 1 = 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( -1 ) = -4( -1 ) +1 = 5 S1( -1 | 5 )

g(0) = -40 +1 = 1 S2(0| 1 )

g( 1 ) = -41 +1 = -3 S3( 1 | -3 )