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x-Werte berechnen (f(x) gegeben)

Beispiel:

Gegeben ist die Funktion f mit f(x)= x 2 -4x -6 . Berechne alle Stellen für die gilt: f(x) = -1.

Lösung einblenden

Es gilt f(x) = -1, also x 2 -4x -6 = -1.

x 2 -4x -6 = -1 | +1

x 2 -4x -5 = 0

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

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

x1,2 = +4 ± ( -4 ) 2 -4 · 1 · ( -5 ) 21

x1,2 = +4 ± 16 +20 2

x1,2 = +4 ± 36 2

x1 = 4 + 36 2 = 4 +6 2 = 10 2 = 5

x2 = 4 - 36 2 = 4 -6 2 = -2 2 = -1

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 = ( -2 ) 2 - ( -5 ) = 4+ 5 = 9

x1,2 = 2 ± 9

x1 = 2 - 3 = -1

x2 = 2 + 3 = 5

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

x-Werte berechnen (schwerer)

Beispiel:

Gegeben ist die Funktion f mit f(x)= ( x 2 -6 ) 3 -28 . Berechne alle Stellen für die gilt: f(x) = -1.

Lösung einblenden

Es gilt f(x) = -1, also ( x 2 -6 ) 3 -28 = -1.

( x 2 -6 ) 3 -28 = -1 | +28
( x 2 -6 ) 3 = 27 | 3
x 2 -6 = 27 3 = 3
x 2 -6 = 3 | +6
x 2 = 9 | 2
x1 = - 9 = -3
x2 = 9 = 3

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

Nullstellen berechnen

Beispiel:

Bestimme die Schnittpunkte der Funktion f mit f(x)= ( x -3 ) 4 -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:

( x -3 ) 4 -16 = 0 | +16
( x -3 ) 4 = 16 | 4

1. Fall

x -3 = - 16 4 = -2
x -3 = -2 | +3
x1 = 1

2. Fall

x -3 = 16 4 = 2
x -3 = 2 | +3
x2 = 5

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

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

Schnittpunkte berechnen

Beispiel:

Berechne die Schnittpunkte der Graphen der Funktionen f und g mit f(x)= x 3 +3x +125 und g(x)= 2 x 3 +3x .

Lösung einblenden

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

x 3 +3x +125 = 2 x 3 +3x | -125 -2 x 3 -3x
- x 3 = -125 |: ( -1 )
x 3 = 125 | 3
x = 125 3 = 5

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( 5 ) = 2 5 3 +35 = 265 S1( 5 | 265 )