Wie forme ich den Funktionterm in die Scheitelpunktform um?

3 Antworten

Hallo,

ich rechne Dir die Aufgabe mal vor:

Zunächst mußt Du den Faktor vor dem x² ausklammern:

f(x)=-2*(x²-3x+1,25).

Nun brauchst Du die quadratische Ergänzung. Dazu halbierst Du den Faktor vor dem x und quadrierst ihn anschließend: -3:2=-3/2; (-3/2)²=9/4 oder 2,25 Die Zahl, mit der Du die Gleichung ergänzt hast, mußt Du anschließend natürlich wieder subtrahieren, sonst würde die Gleichung ja nicht mehr stimmen:

f(x)=-2*(x²-3x+9/4-9/4+1,25)

Nun betrachte die ersten drei Glieder in der Klammer: x²-3x+9/4. 

Die kannst Du - das war der Sinn der quadratischen Ergänzung - nach der zweiten binomischen Formel umwandeln in (x-3/2)².

Nun lautet die Gleichung:

f(x)=-2*[(x-3/2)²-1] (Die -1 ist aus -9/4+1,25 entstanden.)

Nun lösen wir die eckigen Klammern auf:

f(x)=-2*(x-3/2)²+2 (Die 2 ist entstanden aus (-2)*(-1))

Jetzt hast Du die Scheitelpunktsform der Parabel. Der x-Wert des Scheitelpunktes ist die Zahl in der Klammer mit umgekehrtem Vorzeichen, also 3/2, der y-Wert ist die letzte Zahl, nämlich 2.

Die Koordinaten des Scheitelpunktes lauten also (1,5|2)

Das bekämst Du auch auf andere Weise heraus, wenn Du die Ableitung der Funktion auf Null setzen würdest und den gefundenen x-Wert wieder in die Funktion einsetzen würdest:

f'(x)=-4x+6 mit der Nullstelle bei x=1,5.

f(1,5)=-4,5+9-2,5=2

Also käme auch bei dieser Art der Berechnung - wie nicht anders zu erwarten - als Scheitelpunkt (1,5|2) heraus.

Herzliche Grüße,

Willy

allgemeine Form der Parabel y=f(x)=a2 *x^2 +a1 *x +ao

a2 > 0 Parabel ist nach oben geöfnet

a2<0 Parabel ist nach unten geöfnet

Die Scheitelpunktform erhält man durch die quadratische Ergänzung

y=a2 *(x +d)^2 + e

e verschiebt die Funktion nach oben oder nach unten

d < 0 Parabel ist nach rechts verschoben

d> 0 Parabel ist nach links verschoben

Beispiel y=3x^2 - 12x +13 ergibt y=3 *(x^2 -4 *x) +3*4 -3*4 +13

quadratische Ergänzung y=3 *(x^2 - 4 *x +4) - 12 +13 ergibt

y=3 *(x -2)^2 +1

binomische Formel (a - b)^2 =a^2 - 2*a*b + b^2

im Beispiel ist 2 *a *b=4 *x und b^2 = 4

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – hab Maschinenbau an einer Fachhochschule studiert

Du musst die quadratische Ergänzung anwenden, nachdem du -2 ausgeklammert hast: f(x) = -2(x²-3x) - 2,5

an dem - bei -2x² kannst du erkennen, dass die Parabel nach unten geöffnet ist.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Mathematik

blueeyes14 
Beitragsersteller
 01.06.2015, 16:30

danke♡ und bei f (x)= -3x ²-6x+9??

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Suboptimierer  01.06.2015, 16:36
@blueeyes14

Gleiches Prinzip: -3x²-6x+9) = -3(x²+2x) + 9

Dann quadratische Ergänzung für binomische Formel: = -3( (x+1)²-1) + 9

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