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x-Werte berechnen (f(x) gegeben)

Beispiel:

Gegeben ist die Funktion f mit f(x)= x 2 -9x +23 . Berechne alle Stellen für die gilt: f(x) = 5.

Lösung einblenden

Es gilt f(x) = 5, also x 2 -9x +23 = 5.

x 2 -9x +23 = 5 | -5

x 2 -9x +18 = 0

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

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

x1,2 = +9 ± ( -9 ) 2 -4 · 1 · 18 2⋅1

x1,2 = +9 ± 81 -72 2

x1,2 = +9 ± 9 2

x1 = 9 + 9 2 = 9 +3 2 = 12 2 = 6

x2 = 9 - 9 2 = 9 -3 2 = 6 2 = 3

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 = ( - 9 2 ) 2 - 18 = 81 4 - 18 = 81 4 - 72 4 = 9 4

x1,2 = 9 2 ± 9 4

x1 = 9 2 - 3 2 = 6 2 = 3

x2 = 9 2 + 3 2 = 12 2 = 6

An den Stellen x1 = 3 und x2 = 6 gilt also f(x)= 5.

x-Werte berechnen (schwerer)

Beispiel:

Gegeben ist die Funktion f mit f(x)= -2 ( 4 -2x ) 3 -127 . Berechne alle Stellen für die gilt: f(x) = 1.

Lösung einblenden

Es gilt f(x) = 1, also -2 ( 4 -2x ) 3 -127 = 1.

-2 ( 4 -2x ) 3 -127 = 1
-2 ( -2x +4 ) 3 -127 = 1 | +127
-2 ( -2x +4 ) 3 = 128 |: ( -2 )
( -2x +4 ) 3 = -64 | ⋅3
-2x +4 = - 64 3 = -4
-2x +4 = -4 | -4
-2x = -8 |:(-2 )
x = 4

An der Stelle x1 = 4 gilt also f(x)= 1.

Nullstellen berechnen

Beispiel:

Bestimme die Schnittpunkte der Funktion f mit f(x)= - ( x -4 ) 3 -125 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 -4 ) 3 -125 = 0 | +125
- ( x -4 ) 3 = 125 |: ( -1 )
( x -4 ) 3 = -125 | ⋅3
x -4 = - 125 3 = -5
x -4 = -5 | +4
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)= 2 x 4 +2x +31 und g(x)= 2x -1 .

Lösung einblenden

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

2 x 4 +2x +31 = 2x -1 | -31
2 x 4 +2x = 2x -32 | -2x
2 x 4 = -32 |:2
x 4 = -16 | ⋅4

Diese Gleichung hat keine (reele) Lösung!

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).