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Normalform in Scheitelpunktform

Umwandlung

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Basiswissen


Man hat f(x) = x²+px+q gegeben und sucht f(x) = a(x-d)²+e. Hier ist Schritt-für-Schritt erklärt, wie man das mit Hilfe der sogenannten quadratischen Ergänzung umwandelt.

Was wird umgewandelt?


  • Es geht um Funktionsgleichungen ...
  • und zwar von quadratischen Funktionen:
  • f(x) = x² + px + q

Was ist die Normalform?


  • f(x) = x² + px +q
  • Vor dem x² steht kein Faktor (keine Zahl, kein Minuszeichen)
  • Beispiel: f(x)=x²-12x-32

Was ist die Scheitelpunktform?


  • Eine andere Art, die quadratische Funktion zu schreiben
  • Allgemein Scheitelpunktform: f(x)=a(x-d)²+e
  • Allgemein Scheitelpunktform: f(x)=a(x-d)²+e
  • Daraus kann man die SPF austellen.
  • Scheitelpunkt bei (d|e)

Wie wandelt man um?


  • Es gibt verschiedene Möglichkeiten.
  • Hier wird die Methode mit der quadratischen Ergänzung erklärt.
  • Die Normalform ist gegeben, zum Beispiel: f(x) = x² - 12x + 32
  • Die Scheitelpunktform ist gesucht, z. B.: f(x) = (x-6)² - 4

1. Quadratische Ergänzung


  • Nimm die Gleichung in Normalform.
  • Im Beispiel: f(x) = x² - 12x + 32
  • Der Teil nur mit x (also ohne x²) heißt lineares Glied.
  • Die Zahl vom linearen Glied nehmen, hier also die -12.
  • Diese Zahl halbieren, gibt -6 und dann quadrieren, gibt: 36
  • Das Ergebnis direkt hinter dem linearen Glied ...
  • einmal addieren und einmal subtrahieren, gibt:
  • f(x) = x² - 12x + 36 - 36 + 32

2. Einklammern


  • Jetzt kannst du die ersten drei Glieder weglassen.
  • Die ersten drei Glieder sind hier: "x²", "-12x" und "+36".
  • Sie werden ersetzt durch eine Klammer mit Quadrat:
  • Du schreibst in eine neue Zeile eine Leere Klammer mit ² dahinter.
  • Links in die Klammer geht immer das x.
  • Dann kommt das Vorzeichen vom zweiten Glied, hier ein "Minus".
  • Dann kommt die Wurzel aus dem dritten Glied, hier also 6.
  • Jetzt schreibst du die restlichen Glieder dahinter:
  • (x-6)² - 36 + 32

3. Zusammenfassen


  • Die restlichen Glieder zusammenfassen:
  • (x-6)² - 4

4. Interpretieren


  • Eigentlich bist du jetzt fertig.
  • Du kannst noch den Scheitelpunkt SP ablesen.
  • Der x-Wert vom SP ist immer die Gegenzahl von der Zahl in der Klammer.
  • Der y-Wert vom SP ist immer die Zahl nach der Klammer.
  • Scheitelpunkt SP(6|-4).