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 +5x -1 . Berechne alle Stellen für die gilt: f(x) = 5.

Lösung einblenden

Es gilt f(x) = 5, also x 2 +5x -1 = 5.

x 2 +5x -1 = 5 | -5

x 2 +5x -6 = 0

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

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

x1,2 = -5 ± 5 2 -4 · 1 · ( -6 ) 2⋅1

x1,2 = -5 ± 25 +24 2

x1,2 = -5 ± 49 2

x1 = -5 + 49 2 = -5 +7 2 = 2 2 = 1

x2 = -5 - 49 2 = -5 -7 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 = ( 5 2 ) 2 - ( -6 ) = 25 4 + 6 = 25 4 + 24 4 = 49 4

x1,2 = - 5 2 ± 49 4

x1 = - 5 2 - 7 2 = - 12 2 = -6

x2 = - 5 2 + 7 2 = 2 2 = 1

An den Stellen x1 = -6 und x2 = 1 gilt also f(x)= 5.

x-Werte berechnen (schwerer)

Beispiel:

Gegeben ist die Funktion f mit f(x)= - ( x -1 ) 4 +85 . Berechne alle Stellen für die gilt: f(x) = 4.

Lösung einblenden

Es gilt f(x) = 4, also - ( x -1 ) 4 +85 = 4.

- ( x -1 ) 4 +85 = 4 | -85
- ( x -1 ) 4 = -81 |: ( -1 )
( x -1 ) 4 = 81 | ⋅4

1. Fall

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

2. Fall

x -1 = 81 4 = 3
x -1 = 3 | +1
x2 = 4

An den Stellen x1 = -2 und x2 = 4 gilt also f(x)= 4.

Nullstellen berechnen

Beispiel:

Bestimme die Schnittpunkte der Funktion f mit f(x)= x 5 + x 2 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:

x 5 + x 2 = 0
x 2 · ( x 3 +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 3 +1 = 0 | -1
x 3 = -1 | ⋅3
x2 = - 1 3 = -1

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

S1( -1 |0), S2(0|0)

Schnittpunkte berechnen

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Graphen der Funktionen f und g mit f(x)= 5 x 3 -245 und g(x)= 3 x 3 +5 .

Lösung einblenden

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

5 x 3 -245 = 3 x 3 +5 | +245
5 x 3 = 3 x 3 +250 | -3 x 3
2 x 3 = 250 |:2
x 3 = 125 | ⋅3
x = 125 3 = 5

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( 5 ) = 3⋅ 5 3 +5 = 380 ⇒ S1( 5 | 380 )