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 -20 . Berechne alle Stellen für die gilt: f(x) = -2.

Lösung einblenden

Es gilt f(x) = -2, also x 2 +3x -20 = -2.

x 2 +3x -20 = -2 | +2

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 ) 21

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)= -2.

x-Werte berechnen (schwerer)

Beispiel:

Gegeben ist die Funktion f mit f(x)= - ( x -2 ) 3 +124 . Berechne alle Stellen für die gilt: f(x) = -1.

Lösung einblenden

Es gilt f(x) = -1, also - ( x -2 ) 3 +124 = -1.

- ( x -2 ) 3 +124 = -1 | -124
- ( x -2 ) 3 = -125 |: ( -1 )
( x -2 ) 3 = 125 | 3
x -2 = 125 3 = 5
x -2 = 5 | +2
x = 7

An der Stelle x1 = 7 gilt also f(x)= -1.

Nullstellen berechnen

Beispiel:

Bestimme die Schnittpunkte der Funktion f mit f(x)= ( -6 +3x ) 3 -27 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:

( -6 +3x ) 3 -27 = 0
( 3x -6 ) 3 -27 = 0 | +27
( 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 3 - x +1 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:

x 4 - x 3 - x +1 = -x +1 | -1
x 4 - x 3 - x = -x | + x
x 4 - x 3 - x + x = 0
x 4 - x 3 = 0
x 3 · ( x -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 -1 = 0 | +1
x2 = 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) = -0 +1 = 1 S1(0| 1 )

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