Quadratische Funktionen - Darstellungsformen - Mathematikaufgaben

Allgemeine Form (Normalform) - Scheitelpunktform - Nullstenform (Produktform); aus Graph ablesen und Umwandlung, u.a. mit quadratischer Ergänzung

Hilfe
  • Allgemeine Hilfe zu diesem Level
    Nimm die Zahl vor x und halbiere diese.

Der Term soll so umgeformt werden, dass man den Extremwert ablesen kann. Ergänze.

  • T(x)
    		=
    x
    2
    +
    4x
    +
    7
    quadratische Ergänzung
    		=
    x
    2
    +
    4x
    +
    2
    −
    2
    +
    7
    binomische Formel
    		=
    x
    +
    2
    +
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Man unterscheidet bei einer Parabel zwischen
  • Normalform   y = ax² + bx + c   ⇒ Ablesen des Schnittpunkts mit der y-Achse (0;c)
  • Scheitelform   y = a (x - xS)² + yS   ⇒ Ablesen des Scheitels S

Von der Normalform ausgehend erhält man die Scheitelform mithilfe der quadratischen Ergänzung.

Beispiel
Bringe 
y
=
1
4
 
x
2
−
2x
+
1
 in Scheitelform und gib den Scheitel an.
Bei der Gleichung einer quadratischen Funktion bzw. Parabel unterscheidet man folgende Formen:
  1. Allgemeine Form (Normalform):
    y=ax²+bx+c
    Hieraus lässt sich der Schnittpunkt mit der y-Achse (0|c) ablesen.
     
  2. Scheitelpunktform:
    y=a·(x−xS)²+yS
    Hieraus lässt sich der Scheitelpunkt S(xS|yS) ablesen.
     
  3. Nullstellenform (Produktform/faktorisierte Form):
    y=a·(x−x1)·(x−x2)
    Hieraus lassen sich die Nullstellen x1 und x2 ablesen.
Die Gleichung einer quadratischen Funktion bzw. Parabel kann von jeder Form aus in jede andere Form umgewandelt werden:
  • Normalform ⇒ Scheitepunktform: mittels quadratischer Ergänzung
  • Normalform ⇒ Nullstellenform: mittels Nullstellenbestimmung, z.B. mit Hilfe der Miternachts- oder der p-q-Formel
  • Scheitelpunktform ⇒ Normalform: Ausmultiplizieren (binomische Formel) und vereinfachen
  • Scheitelpunktform ⇒ Nullstellenform: mittels Nullstellenbestimmung, wobei hier keine Lösungsformel notwendig ist
  • Nullstellenform ⇒ Normalform: Ausmultiplizieren und vereinfachen
  • Nullstellenform ⇒ Scheitelpunktform: xS ergibt sich als Mittelwert der Nullstellen, yS durch Einsetzen von xS in den Funktionsterm
Beispiel
Normalform - Scheitelpunktform - Nullstellenform: Wandle jeweils von der gegebenen in die beiden anderen Formen um.
a) 
y
=
1
3
 
x
+
1
2
−
2
b) 
y
=
1
2
 
x
2
−
5x
+
8
c) 
y
=
3
·
x
−
2
·
x
+
1
Von der Scheitelpunktform
y = a⋅(x - xS) + yS
kommt man durch ausquadrieren bzw. dem Anwenden der binomischen Formeln zur Normalform:
y = a⋅x² + bx + c
Beispiel
Bringe in die Normalform und gib dann die Parameter a, b und c an:
y
=
−
5
·
x
+
2
2
−
1