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x-Werte berechnen (f(x) gegeben)

Beispiel:

Gegeben ist die Funktion f mit f(x)= x 2 -5x -18 . Berechne alle Stellen für die gilt: f(x) = -4.

Lösung einblenden

Es gilt f(x) = -4, also x 2 -5x -18 = -4.

x 2 -5x -18 = -4 | +4

x 2 -5x -14 = 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 · ( -14 ) 21

x1,2 = +5 ± 25 +56 2

x1,2 = +5 ± 81 2

x1 = 5 + 81 2 = 5 +9 2 = 14 2 = 7

x2 = 5 - 81 2 = 5 -9 2 = -4 2 = -2

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 - ( -14 ) = 25 4 + 14 = 25 4 + 56 4 = 81 4

x1,2 = 5 2 ± 81 4

x1 = 5 2 - 9 2 = - 4 2 = -2

x2 = 5 2 + 9 2 = 14 2 = 7

An den Stellen x1 = -2 und x2 = 7 gilt also f(x)= -4.

x-Werte berechnen (schwerer)

Beispiel:

Gegeben ist die Funktion f mit f(x)= -2 ( x +1 ) 4 +157 . Berechne alle Stellen für die gilt: f(x) = -5.

Lösung einblenden

Es gilt f(x) = -5, also -2 ( x +1 ) 4 +157 = -5.

-2 ( x +1 ) 4 +157 = -5 | -157
-2 ( x +1 ) 4 = -162 |: ( -2 )
( x +1 ) 4 = 81 | 4

1. Fall

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

2. Fall

x +1 = 81 4 = 3
x +1 = 3 | -1
x2 = 2

An den Stellen x1 = -4 und x2 = 2 gilt also f(x)= -5.

Nullstellen berechnen

Beispiel:

Bestimme die Schnittpunkte der Funktion f mit f(x)= 2 ( x -1 ) 3 +16 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 ( x -1 ) 3 +16 = 0 | -16
2 ( x -1 ) 3 = -16 |:2
( x -1 ) 3 = -8 | 3
x -1 = - 8 3 = -2
x -1 = -2 | +1
x = -1

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

S1( -1 |0)

Schnittpunkte berechnen

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Graphen der Funktionen f und g mit f(x)= - x 3 + x 2 +2x -64 und g(x)= x 2 +2x .

Lösung einblenden

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

- x 3 + x 2 +2x -64 = x 2 +2x | +64 - x 2 -2x
- x 3 = 64 |: ( -1 )
x 3 = -64 | 3
x = - 64 3 = -4

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 ) = ( -4 ) 2 +2( -4 ) = 8 S1( -4 | 8 )