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 + x -40 . Berechne alle Stellen für die gilt: f(x) = 2.

Lösung einblenden

Es gilt f(x) = 2, also x 2 + x -40 = 2.

x 2 + x -40 = 2 | -2

x 2 + x -42 = 0

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

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

x1,2 = -1 ± 1 2 -4 · 1 · ( -42 ) 21

x1,2 = -1 ± 1 +168 2

x1,2 = -1 ± 169 2

x1 = -1 + 169 2 = -1 +13 2 = 12 2 = 6

x2 = -1 - 169 2 = -1 -13 2 = -14 2 = -7

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 ) 2 - ( -42 ) = 1 4 + 42 = 1 4 + 168 4 = 169 4

x1,2 = - 1 2 ± 169 4

x1 = - 1 2 - 13 2 = - 14 2 = -7

x2 = - 1 2 + 13 2 = 12 2 = 6

An den Stellen x1 = -7 und x2 = 6 gilt also f(x)= 2.

x-Werte berechnen (schwerer)

Beispiel:

Gegeben ist die Funktion f mit f(x)= - ( x +3 ) 4 +19 . Berechne alle Stellen für die gilt: f(x) = 3.

Lösung einblenden

Es gilt f(x) = 3, also - ( x +3 ) 4 +19 = 3.

- ( x +3 ) 4 +19 = 3 | -19
- ( x +3 ) 4 = -16 |: ( -1 )
( x +3 ) 4 = 16 | 4

1. Fall

x +3 = - 16 4 = -2
x +3 = -2 | -3
x1 = -5

2. Fall

x +3 = 16 4 = 2
x +3 = 2 | -3
x2 = -1

An den Stellen x1 = -5 und x2 = -1 gilt also f(x)= 3.

Nullstellen berechnen

Beispiel:

Bestimme die Schnittpunkte der Funktion f mit f(x)= x 5 -4 x 3 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 -4 x 3 = 0
x 3 · ( x 2 -4 ) = 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 2 -4 = 0 | +4
x 2 = 4 | 2
x2 = - 4 = -2
x3 = 4 = 2

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

S1( -2 |0), S2(0|0), S3( 2 |0)

Schnittpunkte berechnen

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Graphen der Funktionen f und g mit f(x)= 2 x 3 +2x +51 und g(x)= 2x -3 .

Lösung einblenden

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

2 x 3 +2x +51 = 2x -3 | -51
2 x 3 +2x = 2x -54 | -2x
2 x 3 = -54 |:2
x 3 = -27 | 3
x = - 27 3 = -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( -3 ) = 2( -3 ) -3 = -9 S1( -3 | -9 )