Schnittpunkte von Funktionen

Schnittpunkte von Funktionen

Zielsetzung:

Die Schüler:innen lernen, wie sie die Schnittpunkte zweier Funktionen rechnerisch bestimmen und graphisch überprüfen können. Dabei vertiefen sie ihr Verständnis für Gleichungen und funktionale Zusammenhänge.

Inhalte und Methoden:

  • Bestimmung von Schnittpunkten durch Gleichsetzen von Funktionsgleichungen
  • Lösung der entstehenden Gleichungen
  • Darstellung der Funktionen und Schnittpunkte im Koordinatensystem
  • Kombination aus rechnerischer und graphischer Herangehensweise zur Überprüfung der Ergebnisse
  • Anwendung auf verschiedene Funktionstypen (z.B. lineare, quadratische, exponentielle, logarithmische Funktionen)

Kompetenzen:

  • Gleichungen lösen, Funktionen analysieren, Koordinatensystem nutzen
  • Verknüpfung von algebraischen und graphischen Lösungsansätzen

Zielgruppe und Niveau:

Die Aufgaben erfordern grundlegende Kenntnisse über Funktionen, Gleichungen und das Koordinatensystem.

Sekundarstufe I (Klasse 8–10): Einführung und Übung mit linearen und quadratischen Funktionen

Sekundarstufe II (Oberstufe): Erweiterung auf komplexere Funktionen (z. B. Exponential-, Logarithmus-, oder Polynomfunktionen)

GS
HV
IZ
JC

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Target group and level

Sekundarstufe I (Klasse 8–10): Einführung und Übung mit linearen und quadratischen FunktionenSekundarstufe II (Oberstufe): Erweiterung auf komplexere Funktionen (z. B. Exponential-, Logarithmus-, oder Polynomfunktionen)

Subjects

Mathematics

Schnittpunkte von Funktionen

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Welche Kompetenzen werden auf diesem Blatt trainiert?

  1. Bestimmung von Schnittpunkten zweier Funktionen
  2. Lösen von Gleichungen durch Gleichsetzen zweier Funktionen.
  3. Zeichnen von Graphen und Punkten in ein Koordinatensystem
  4. Verständnis für funktionale Zusammenhänge durch visuelle Darstellung.
  5. Überprüfung der rechnerisch bestimmten Schnittpunkte durch graphische Darstellung.

1. Bestimme die Schnittpunkte der beiden Funktionen f(x)=2x2+4x3 f(x)= 2x² +4x -3 und g(x)=3x+2 g(x)=3x +2

Um die Schnittpunkte zu bestimmen, setzen wir die Funktionen gleich:

3x2+5x5=x+1 3x^2 + 5x - 5 = x + 1

Nun bringen wir alles auf eine Seite:

3x2+5x5x1=0 3x^2 + 5x - 5 - x - 1 = 0

3x2+4x6=0 3x^2 + 4x - 6 = 0

Die Lösungen der quadratischen Gleichung bestimmen wir mit der Mitternachtsformel:

x=4±4243(6)23 x = \frac{-4 \pm \sqrt{4^2 - 4 \cdot 3 \cdot (-6)}}{2 \cdot 3}

x=4±16+726 x = \frac{-4 \pm \sqrt{16 + 72}}{6}

x=4±886 x = \frac{-4 \pm \sqrt{88}}{6}

Da 88=222\sqrt{88} = 2\sqrt{22}, vereinfacht sich dies zu:

x=4±2226 x = \frac{-4 \pm 2\sqrt{22}}{6}

Durch Kürzen erhalten wir:

x=2±223 x = \frac{-2 \pm \sqrt{22}}{3}

Die zwei Lösungen für x x sind:

x1=2+223 x_1 = \frac{-2 + \sqrt{22}}{3}

x2=2223 x_2 = \frac{-2 - \sqrt{22}}{3}

Nun berechnen wir die zugehörigen y y -Werte, indem wir die Werte für x x in g(x) g(x) einsetzen:

Für x1 x_1 :

y1=x1+1=2+223+1=2+22+33=1+223 y1 = x1 + 1 = \frac{-2 + \sqrt{22}}{3} + 1 = \frac{-2 + \sqrt{22} + 3}{3} = \frac{1 + \sqrt{22}}{3}

Für x2 x_2 :

y2=x2+1=2223+1=222+33=1223 y2 = x2 + 1 = \frac{-2 - \sqrt{22}}{3} + 1 = \frac{-2 - \sqrt{22} + 3}{3} = \frac{1 - \sqrt{22}}{3}

Ergebnis:\textbf{Ergebnis:} Die Schnittpunkte sind

S1(2+223    1+223) S_1 \left( \frac{-2 + \sqrt{22}}{3} \;\bigg|\; \frac{1 + \sqrt{22}}{3} \right)

und

S2(2223    1223). S_2 \left( \frac{-2 - \sqrt{22}}{3} \;\bigg|\; \frac{1 - \sqrt{22}}{3} \right).

2. ✍️ Zeichne die beiden Funktionen f(x) und g(x) in ein Koordinatensystem und überprüfe so die ermittelten Schnittpunkte aus Aufgabe 1.

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