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x-Werte berechnen (f(x) gegeben)

Beispiel:

Gegeben ist die Funktion f mit f(x)= x ( x -3 ) 2 ( x -2 ) 2 . Berechne alle Stellen für die gilt: f(x) = 0.

Lösung einblenden

Es gilt f(x) = 0, also x ( x -3 ) 2 ( x -2 ) 2 = 0.

x ( x -3 ) 2 ( x -2 ) 2 = 0
x ( ( x -3 ) ( x -2 ) ) 2 = 0
( ( x -3 ) ( x -2 ) ) 2 x = 0

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

1. Fall:

( ( x -3 ) ( x -2 ) ) 2 = 0 | 2
( x -3 ) ( x -2 ) = 0
( x -3 ) ( x -2 ) = 0

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

1. Fall:

x -3 = 0 | +3
x1 = 3

2. Fall:

x -2 = 0 | +2
x2 = 2

2. Fall:

x3 = 0

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

x-Werte berechnen (schwerer)

Beispiel:

Gegeben ist die Funktion f mit f(x)= ( x -5 ) 3 -121 . Berechne alle Stellen für die gilt: f(x) = 4.

Lösung einblenden

Es gilt f(x) = 4, also ( x -5 ) 3 -121 = 4.

( x -5 ) 3 -121 = 4 | +121
( x -5 ) 3 = 125 | 3
x -5 = 125 3 = 5
x -5 = 5 | +5
x = 10

An der Stelle x1 = 10 gilt also f(x)= 4.

Nullstellen berechnen

Beispiel:

Bestimme die Schnittpunkte der Funktion f mit f(x)= x 5 - 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 - x 3 = 0
x 3 ( x 2 -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 2 -1 = 0 | +1
x 2 = 1 | 2
x2 = - 1 = -1
x3 = 1 = 1

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

S1( -1 |0), S2(0|0), S3( 1 |0)

Schnittpunkte berechnen

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Graphen der Funktionen f und g mit f(x)= -3 x 4 +6 x 3 +89 x 2 und g(x)= -3 x 3 +5 x 2 .

Lösung einblenden

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

-3 x 4 +6 x 3 +89 x 2 = -3 x 3 +5 x 2 | - ( -3 x 3 +5 x 2 )
-3 x 4 +6 x 3 +3 x 3 +89 x 2 -5 x 2 = 0
-3 x 4 +9 x 3 +84 x 2 = 0
3 x 2 ( - x 2 +3x +28 ) = 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 +3x +28 = 0

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

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

x2,3 = -3 ± 3 2 -4 · ( -1 ) · 28 2( -1 )

x2,3 = -3 ± 9 +112 -2

x2,3 = -3 ± 121 -2

x2 = -3 + 121 -2 = -3 +11 -2 = 8 -2 = -4

x3 = -3 - 121 -2 = -3 -11 -2 = -14 -2 = 7

Lösen mit der p-q-Formel (x² + px + q = 0):

Um die Gleichung auf die Form "x² + px + q = 0" zu bekommen, müssen wir zuerst die ganze Gleichung durch "-1 " teilen:

- x 2 +3x +28 = 0 |: -1

x 2 -3x -28 = 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 - ( -28 ) = 9 4 + 28 = 9 4 + 112 4 = 121 4

x1,2 = 3 2 ± 121 4

x1 = 3 2 - 11 2 = - 8 2 = -4

x2 = 3 2 + 11 2 = 14 2 = 7

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( -4 ) = -3 ( -4 ) 3 +5 ( -4 ) 2 = 272 S1( -4 | 272 )

g(0) = -3 0 3 +5 0 2 = 0 S2(0|0)

g( 7 ) = -3 7 3 +5 7 2 = -784 S3( 7 | -784 )