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x-Werte berechnen (f(x) gegeben)

Beispiel:

Gegeben ist die Funktion f mit f(x)= x 2 -2x -31 . Berechne alle Stellen für die gilt: f(x) = 4.

Lösung einblenden

Es gilt f(x) = 4, also x 2 -2x -31 = 4.

x 2 -2x -31 = 4 | -4

x 2 -2x -35 = 0

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

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

x1,2 = +2 ± ( -2 ) 2 -4 · 1 · ( -35 ) 21

x1,2 = +2 ± 4 +140 2

x1,2 = +2 ± 144 2

x1 = 2 + 144 2 = 2 +12 2 = 14 2 = 7

x2 = 2 - 144 2 = 2 -12 2 = -10 2 = -5

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 - ( -35 ) = 1+ 35 = 36

x1,2 = 1 ± 36

x1 = 1 - 6 = -5

x2 = 1 + 6 = 7

An den Stellen x1 = -5 und x2 = 7 gilt also f(x)= 4.

x-Werte berechnen (schwerer)

Beispiel:

Gegeben ist die Funktion f mit f(x)= -2 ( x +5 ) 3 +252 . Berechne alle Stellen für die gilt: f(x) = 2.

Lösung einblenden

Es gilt f(x) = 2, also -2 ( x +5 ) 3 +252 = 2.

-2 ( x +5 ) 3 +252 = 2 | -252
-2 ( x +5 ) 3 = -250 |: ( -2 )
( x +5 ) 3 = 125 | 3
x +5 = 125 3 = 5
x +5 = 5 | -5
x = 0

An der Stelle x1 = 0 gilt also f(x)= 2.

Nullstellen berechnen

Beispiel:

Bestimme die Schnittpunkte der Funktion f mit f(x)= -2 ( x +3 ) 4 +32 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 +3 ) 4 +32 = 0 | -32
-2 ( x +3 ) 4 = -32 |: ( -2 )
( 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

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

S1( -5 |0), S2( -1 |0)

Schnittpunkte berechnen

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Graphen der Funktionen f und g mit f(x)= -2 x 4 +5 x 2 + x +32 und g(x)= 5 x 2 + x .

Lösung einblenden

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

-2 x 4 +5 x 2 + x +32 = 5 x 2 + x | -32 -5 x 2 - x
-2 x 4 = -32 |: ( -2 )
x 4 = 16 | 4
x1 = - 16 4 = -2
x2 = 16 4 = 2

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( -2 ) = 5 ( -2 ) 2 -2 = 18 S1( -2 | 18 )

g( 2 ) = 5 2 2 +2 = 22 S2( 2 | 22 )