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In diesem Kapitel kannst du herausfinden, wie du quadratische Funktionen in Scheitelpunktform in quadratische Funktionen in Normalform umwandeln kannst. Beispiel Für den Basketballwurf konnten näherungsweise diese beiden Funktionsterme gefunden werden: Die Funktionsterme müssen irgendwie ineinander überführbar sein, da sie die gleiche Parabel beschreiben. Durch Ausmultiplikation der Scheitelpunktform erhalten wir: Funktionsterm Schritt-für-Schritt-Anleitung Klammer auflösen innere Klammer ausmultiplizieren Klammer ausmultiplizieren Zusammenfassen Ein Blick auf das zweite Bild oben zeigt, dass das Ergebnis der Ausmultiplikation genau der Term in Normalform ist. |} Aufgabe 1 Für diese Aufgabe benötigst du deinen Hefter (Lernpfadaufgaben, S. 15). a) Lies dir das Beispiel oben durch und versuche es nachzuvollziehen. b) Nimm deine Lösung zu der 1. Aufgabe bei der Scheitelpunktform in deinen Hefter (S. 9) und wähle zwei deiner Terme aus. Quadratische Fkt. – Scheitelpunktsform in Normalform umwandeln – mathe-lernen.net. Multipliziere diese Funktionsterme wie im Beispiel aus und notiere deine Rechnung.
Zuerst der Hinweis: Eine Normalform ist eine Allgemeinform mit a = 1. Also Allgemeinform: f(x) = a*x² + b*x + c mit a = 1 und wir erhalten die Normalform: f(x) = x² + b*x + c Der Rest, also die Umwandlung von Allgemeinform zur Scheitelpunktform, erklärt sich im Video. Stichwort Quadratische Ergänzung: Quelle: Mathe F06: Quadratische Funktionen (Parabeln)
Ausgangspunkt ist die Scheitelpunktform y = a ( x - x S) 2 + y S = Auflösen des Quadrats ergibt: a ( x 2 - 2 x x S + x S 2) + y S = Ausmultiplizieren der Klammer ergibt: a x 2 - 2 a x x S + a x S 2 + y S = Einsetzen der von x S und y S ergibt: a x 2 + 2 a x b 2 a + a ( - b 2 a) 2 - b 2 4 a + c = Kürzen ergibt: a x 2 + b x + b 2 4 a - b 2 4 a + c = Die Summanden heben sich auf und es folgt die allgemeine quadratische Funktion: a x 2 + b x + c Berechnung der Nullstellen aus der Scheitelpunktform Aus der Scheitelpunktform ist es einfach die Nullstellen der quadratischen Funktion zu bestimmen. y = a ( x - x S) 2 + y S mit der Bedingung, dass die Funktion Null sein muss 0 = a ( x - x S) 2 + y S Umformung ergibt ( x - x S) 2 = - y S a und die Quadratwurzel ergibt x - x S = ± - y S a und damit schließlich die Nullstellen x 1, 2 = x S ± - y S a
Lassen Sie die Klammer vorerst stehen. Verrechnen Sie als Nächstes den Faktor vor der Klammer mit der Klammer. Es folgt also allgemein a*(x 2 +2*b*x+b 2)=ax 2 +2*a*b*x+a*b 2. Nun müssen Sie nur noch c mit a*b 2 zusammenfassen und schon haben Sie das Umwandeln erfolgreich durchgeführt. Allgemein kann die Normalform so zusammengefasst werden: f(x)=ax 2 +2abx+(ab 2 +c). Hier entsprechen die Parameter a, b und c den Werten aus der Scheitelpunktform. Sie sehen also, dass Sie nicht mit den Parametern der Normalform zu verwechseln sind. Ein Beispiel für das Umwandeln Die Scheitelpunktform lautet in diesem Beispiel f(x)=2*(x-3) 2 +1. Wenn Sie die Quadratklammer auflösen, erhalten Sie f(x)=2*(x 2 -6x+9)+1. Scheitelpunktform in normalform umformen. Ein bekanntes Problem - Sie haben den Scheitelpunkt und einen weiteren Punkt vorgegeben und sollen … Wenn Sie den Faktor mit der Klammer verrechnen, ergibt sich folgende Funktion: f(x)=2x 2 -2*6x+2*9+1. Durch Verrechnen der Faktoren erhalten Sie f(x)=2x 2 -12x+18+1. Als Letztes müssen Sie nur noch die Zahlen ohne die Variable x verrechnen.
Dividieren Sie (b: a) noch durch 2, so erhalten Sie nach den binomischen Formeln Ihr d der Scheitelpunktform. Indem Sie dieses d addieren, wieder subtrahieren und eine Klammer setzten, erhalten Sie diese allgemeine Form: f(x) = a × [( x 2 + (b: a)x + (b: 2a) 2) - (b: 2a) 2 + c: a]. Normalform in Scheitelform umwandeln – Herr Mauch – Mathe und Informatik leicht gemacht. Lassen Sie sich nicht beunruhigen, mit Zahlen ist dieser Vorgang deutlich einfacher und übersichtlicher. Die Klammer der allgemeinen Form aus dem Punkt 2 stellt eine ausgerechnete Form einer binomischen Formel dar. Durch Umformen in die Ausgangsform der binomischen Formel erhalten Sie folgende Formel: f(x) = a × [ (x + (b: 2a)) 2 - (b: 2a) 2 + c: a]. In der Analysis wird es häufig nötig, dass Sie Funktionsterme umformen, um beispielsweise die … Wenn Sie zuletzt die große Klammer auflösen, erhalten Sie Ihre Scheitelpunktform und Sie sind mit dem Umformen fertig: f(x) = a × (x + (b: 2a)) 2 + [(b: 2a) 2 + c: a)] × a. Die Umformung an einem Beispiel Die Normalform unserer Beispielsparabel hat die Form: f(x) = 2x 2 + 12x + 22.
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