Polynomfunktion: Schnittpunkte mit den Koordinatenachsen?

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Polynomfunktion: Schnittpunkte mit den Koordinatenachsen?

Antwort

Verwandte Fragen

Parabel schneidet bei x = -2 und x = 4 die x-Achse. Wie lautet b und die Parabelgleichung?

Wie lautet eine Beispielaufgabe zu Schnittstellen von Polynomfunktionen, die mit der Substitutionsmethode gelöst wird, inklusive Lösung?

Wie lautet eine Beispielaufgabe zu Schnittpunkten zwischen einer quadratischen Kostenkurve und einer linearen Erlösgeraden mit einfachen Zahlen und Lösung?

Wie sieht eine Aufgabe zu Schnittstellen von Polynomfunktionen in Klasse 11 mit Lösung aus?

Können sich vier Linien in genau zwei Punkten schneiden?

Wie viele Schnittpunkte können vier Geraden haben?

Accepted Answer

Um die Schnittpunkte einer Polynomfunktion mit den Koordinatenachsen zu finden, gehst du wie folgt vor: 1. **Schnittpunkte mit der y-Achse:** - Setze \( x = 0 \) in die Polynomfunktion ein. - Der Wert der Funktion an dieser Stelle ist der y-Achsenabschnitt. - Beispiel: Für die Funktion \( f(x) = 2x^3 - 4x + 1 \) setzt du \( x = 0 \) ein: \[ f(0) = 2(0)^3 - 4(0) + 1 = 1 \] - Der Schnittpunkt mit der y-Achse ist also \( (0, 1) \). 2. **Schnittpunkte mit der x-Achse:** - Setze \( f(x) = 0 \) und löse die Gleichung nach \( x \) auf. - Dies kann je nach Grad des Polynoms unterschiedlich schwierig sein. - Beispiel: Für die Funktion \( f(x) = 2x^3 - 4x + 1 \) setzt du \( f(x) = 0 \): \[ 2x^3 - 4x + 1 = 0 \] - Diese Gleichung musst du nun nach \( x \) lösen. Das kann durch Faktorisierung, Substitution oder numerische Methoden geschehen. Für komplexere Polynomgleichungen kann es hilfreich sein, numerische Methoden oder Computer-Algebra-Systeme (CAS) zu verwenden, um die Nullstellen zu finden.

Accepted Answer

Gegeben ist, dass die Parabel die x-Achse bei \( x = -2 \) und \( x = 4 \) schneidet. Das bedeutet, die Nullstellen der Parabel sind \( x_1 = -2 \) und \( x_2 = 4 \). Die allgemeine Form einer Parabe... [mehr]

Accepted Answer

Gegeben ist, dass die Parabel die x-Achse bei \( x = -2 \) und \( x = 4 \) schneidet. Das bedeutet, die Nullstellen der Parabel sind \( x_1 = -2 \) und \( x_2 = 4 \). Die allgemeine Form einer Parabel (quadratische Funktion) mit den Nullstellen \( x_1 \) und \( x_2 \) lautet: \[ y = a(x - x_1)(x - x_2) \] Setze die Werte ein: \[ y = a(x + 2)(x - 4) \] Wenn keine weiteren Angaben (z.B. Scheitelpunkt oder ein Punkt, durch den die Parabel verläuft) gemacht werden, kann \( a \) beliebig gewählt werden. Häufig wird \( a = 1 \) angenommen, wenn nichts anderes gegeben ist. **1. Gleichung der Parabel (mit \( a = 1 \)):** \[ y = (x + 2)(x - 4) \] \[ y = x^2 - 4x + 2x - 8 \] \[ y = x^2 - 2x - 8 \] **2. Parameter \( b \) in der Form \( y = x^2 + bx + c \):** Vergleiche: \[ y = x^2 - 2x - 8 \] Hier ist \( b = -2 \). **Antwort:** - \( b = -2 \) - Die Gleichung der Parabel lautet: \( y = x^2 - 2x - 8 \) Falls ein anderer Wert für \( a \) gegeben ist, müsste dieser noch eingesetzt werden.

Accepted Answer

**Aufgabenstellung:** Gegeben sind die beiden Polynomfunktionen \( f(x) = x^3 - 2x^2 + x \) und \( g(x) = x^2 - x + 2 \). Berechne die Schnittpunkte der beiden Funktionen mithilfe der Substitu... [mehr]

Accepted Answer

**Aufgabenstellung:** Gegeben sind die beiden Polynomfunktionen \( f(x) = x^3 - 2x^2 + x \) und \( g(x) = x^2 - x + 2 \). Berechne die Schnittpunkte der beiden Funktionen mithilfe der Substitutionsmethode. --- **Lösung:** 1. **Gleichsetzen der Funktionen:** \( f(x) = g(x) \) \( x^3 - 2x^2 + x = x^2 - x + 2 \) 2. **Umstellen auf Null:** \( x^3 - 2x^2 + x - x^2 + x - 2 = 0 \) \( x^3 - 3x^2 + 2x - 2 = 0 \) 3. **Substitution:** Setze \( y = x^2 \): \( x^3 - 3x^2 + 2x - 2 = 0 \) \( x \cdot x^2 - 3x^2 + 2x - 2 = 0 \) \( x \cdot y - 3y + 2x - 2 = 0 \) Gruppiere nach \( y \): \( (x - 3)y + 2x - 2 = 0 \) Löse nach \( y \): \( (x - 3)y = 2 - 2x \) \( y = \frac{2 - 2x}{x - 3} \) Da \( y = x^2 \), setze zurück: \( x^2 = \frac{2 - 2x}{x - 3} \) 4. **Löse die Gleichung:** Multipliziere beide Seiten mit \( x - 3 \): \( x^2(x - 3) = 2 - 2x \) \( x^3 - 3x^2 + 2x - 2 = 0 \) (Das ist die ursprüngliche Gleichung, also weiter mit einer anderen Methode.) Alternativ: Versuche, die Gleichung zu faktorisieren oder mit dem Horner-Schema eine Nullstelle zu finden. 5. **Nullstellen raten (z.B. x = 1):** \( 1^3 - 3 \cdot 1^2 + 2 \cdot 1 - 2 = 1 - 3 + 2 - 2 = -2 \) \( x = 2 \): \( 8 - 12 + 4 - 2 = -2 \) \( x = -1 \): \( -1 - 3 + -2 - 2 = -8 \) \( x = 2 \): \( 8 - 12 + 4 - 2 = -2 \) \( x = 1 \): \( 1 - 3 + 2 - 2 = -2 \) \( x = -2 \): \( -8 - 12 - 4 - 2 = -26 \) Es scheint keine ganzzahlige Nullstelle zu geben. Versuche die Polynomdivision oder die Mitternachtsformel für quadratische Gleichungen. 6. **Alternativ: Numerische Lösung oder Näherung** Da die Gleichung keine offensichtliche rationale Nullstelle hat, kann man die Schnittpunkte näherungsweise bestimmen (z.B. mit dem Newton-Verfahren oder durch Ausprobieren). --- **Zusammenfassung:** Die Aufgabe zeigt, wie man die Schnittpunkte zweier Polynomfunktionen mit der Substitutionsmethode berechnet. Die Gleichung ist jedoch nicht einfach lösbar, sodass man in der Praxis meist auf numerische Methoden zurückgreifen muss, wenn keine offensichtlichen Nullstellen vorliegen. **Hinweis:** Für Aufgaben im Unterricht empfiehlt es sich, Funktionen zu wählen, bei denen die Gleichung nach der Substitution leichter lösbar ist (z.B. mit ganzzahligen Nullstellen).

Accepted Answer

Hier ist ein Beispiel für eine passende Aufgabe: **Aufgabe:** Ein Unternehmen produziert und verkauft ein Produkt. Die Kosten \( K(x) \) für die Produktion von \( x \) Stück sind durc... [mehr]

Accepted Answer

Hier ist ein Beispiel für eine passende Aufgabe: **Aufgabe:** Ein Unternehmen produziert und verkauft ein Produkt. Die Kosten \( K(x) \) für die Produktion von \( x \) Stück sind durch die quadratische Funktion \[ K(x) = 2x^2 + 3x + 50 \] gegeben. Der Erlös \( E(x) \) beim Verkauf von \( x \) Stück beträgt \[ E(x) = 23x \]. Berechne die Schnittpunkte der Kostenkurve und der Erlösgeraden. Gib die Lösung mit Rechenweg an. --- **Lösung:** Gesucht sind die Werte von \( x \), für die \( K(x) = E(x) \): \[ 2x^2 + 3x + 50 = 23x \] \[ 2x^2 + 3x + 50 - 23x = 0 \] \[ 2x^2 - 20x + 50 = 0 \] Nun die quadratische Gleichung lösen: \[ x^2 - 10x + 25 = 0 \quad \text{(beide Seiten durch 2 teilen)} \] \[ (x - 5)^2 = 0 \] \[ x - 5 = 0 \implies x = 5 \] **Antwort:** Die Kostenkurve und die Erlösgerade schneiden sich bei \( x = 5 \). Das heißt, bei einer Produktionsmenge von 5 Stück sind Kosten und Erlös gleich hoch. **Überprüfung:** \[ K(5) = 2 \cdot 5^2 + 3 \cdot 5 + 50 = 2 \cdot 25 + 15 + 50 = 50 + 15 + 50 = 115 \] \[ E(5) = 23 \cdot 5 = 115 \] Beide Werte stimmen überein.

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**Beispielaufgabe:** Gegeben sind die beiden Funktionen \( f(x) = x^3 - 2x^2 + x \) und \( g(x) = -x^2 + 3x \). **Aufgabe:** Bestimme alle Schnittpunkte der beiden Funktionsgraphen. --- **... [mehr]

Accepted Answer

**Beispielaufgabe:** Gegeben sind die beiden Funktionen \( f(x) = x^3 - 2x^2 + x \) und \( g(x) = -x^2 + 3x \). **Aufgabe:** Bestimme alle Schnittpunkte der beiden Funktionsgraphen. --- **Lösung:** 1. **Gleichsetzen der Funktionen:** \( f(x) = g(x) \) \( x^3 - 2x^2 + x = -x^2 + 3x \) 2. **Umstellen:** \( x^3 - 2x^2 + x + x^2 - 3x = 0 \) \( x^3 - x^2 - 2x = 0 \) 3. **Ausklammern:** \( x(x^2 - x - 2) = 0 \) 4. **Nullstellen bestimmen:** a) \( x = 0 \) b) \( x^2 - x - 2 = 0 \) Die quadratische Gleichung lösen: \( x^2 - x - 2 = 0 \) Mitternachtsformel: \( x_{1,2} = \frac{1 \pm \sqrt{1 + 8}}{2} = \frac{1 \pm 3}{2} \) Also: \( x_1 = \frac{1 + 3}{2} = 2 \) \( x_2 = \frac{1 - 3}{2} = -1 \) Die Schnittstellen liegen also bei \( x = 0 \), \( x = 2 \), \( x = -1 \). 5. **y-Koordinaten berechnen:** Für \( x = 0 \): \( f(0) = 0^3 - 2\cdot0^2 + 0 = 0 \) Schnittpunkt: \( (0|0) \) Für \( x = 2 \): \( f(2) = 8 - 8 + 2 = 2 \) Schnittpunkt: \( (2|2) \) Für \( x = -1 \): \( f(-1) = (-1) - 2\cdot1 + (-1) = -1 - 2 - 1 = -4 \) Schnittpunkt: \( (-1|-4) \) **Antwort:** Die Graphen schneiden sich in den Punkten \( (-1|-4) \), \( (0|0) \) und \( (2|2) \).

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Nein, vier Linien können sich im Allgemeinen nicht nur in genau zwei Punkten schneiden. **Begründung:** Wenn sich vier Linien schneiden, gibt es verschiedene Möglichkeiten, wie sie s... [mehr]

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Nein, vier Linien können sich im Allgemeinen nicht nur in genau zwei Punkten schneiden. **Begründung:** Wenn sich vier Linien schneiden, gibt es verschiedene Möglichkeiten, wie sie sich schneiden können: - **Alle vier Linien gehen durch einen Punkt:** Dann schneiden sie sich in einem Punkt. - **Keine zwei Linien sind parallel, keine drei gehen durch einen Punkt:** Dann schneiden sich je zwei Linien in einem Punkt. Bei vier Linien gibt es \(\binom{4}{2} = 6\) Schnittpunkte. - **Zwei Paare von parallelen Linien:** Dann schneiden sich die Linien in vier Punkten (jede Linie des ersten Paars schneidet jede Linie des zweiten Paars). - **Drei Linien gehen durch einen Punkt, die vierte ist anders:** Dann gibt es mehr als zwei Schnittpunkte. Es ist **nicht möglich**, vier Geraden in einer Ebene so anzuordnen, dass sie sich **nur in genau zwei Punkten** schneiden. Entweder gibt es weniger (alle durch einen Punkt: 1 Schnittpunkt) oder mehr (mindestens 3, meistens 4 oder 6) Schnittpunkte. **Fazit:** Vier Linien können sich nicht in genau zwei Punkten schneiden.

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Vier Geraden können sich auf verschiedene Arten schneiden, je nachdem, wie sie zueinander liegen. Die „Punkte“, die du meinst, sind vermutlich die Schnittpunkte der Geraden. **Allgem... [mehr]

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Vier Geraden können sich auf verschiedene Arten schneiden, je nachdem, wie sie zueinander liegen. Die „Punkte“, die du meinst, sind vermutlich die Schnittpunkte der Geraden. **Allgemein gilt:** - Zwei Geraden schneiden sich (im Allgemeinen) in einem Punkt. - Wenn zwei Geraden parallel sind, schneiden sie sich nicht. - Wenn mehrere Geraden durch einen Punkt gehen (sich also alle in einem Punkt treffen), gibt es weniger Schnittpunkte. **Maximale Anzahl der Schnittpunkte:** Wenn keine zwei Geraden parallel sind und keine drei Geraden sich in einem Punkt schneiden, dann schneidet jede Gerade jede andere Gerade genau einmal. Die Anzahl der Schnittpunkte entspricht dann der Anzahl der Möglichkeiten, aus 4 Geraden jeweils 2 auszuwählen (denn jede Kombination von 2 Geraden ergibt einen Schnittpunkt): \[ \text{Anzahl der Schnittpunkte} = \binom{4}{2} = \frac{4 \cdot 3}{2} = 6 \] **Mögliche Anzahl der Schnittpunkte:** - **6** (maximal, wenn keine zwei Geraden parallel sind und keine drei sich in einem Punkt schneiden) - **Weniger als 6**, wenn z.B. zwei Geraden parallel sind (dann fehlt ein Schnittpunkt), oder wenn drei oder mehr Geraden sich in einem Punkt treffen (dann „verschmelzen“ mehrere Schnittpunkte zu einem). **Zusammenfassung:** Vier Geraden können **maximal 6 Schnittpunkte** haben. Es sind aber auch weniger möglich, je nach Anordnung der Geraden.