Funktionen-Quadratische Funktion-Graph und Eigenschaften
$y = a\cdot x^{2} +b\cdot x+c$
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$Eigenschaften$
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Beispiel Nr: 42
$\begin{array}{l}
\text{Gegeben:} y=ax^2+bx+c
\\ \text{Gesucht:} \\
\text{Scheitel und Scheitelform}\\
\text{Definitions- und Wertebereich} \\
\text{Nullstellen - Schnittpunkt mit der x-Achse} \\
\text{Faktorisiere Form} \\
\text{Scheitel}
\\ Eigenschaften\\ \textbf{Gegeben:} \\ y= 4x^2-2x-3\\ \\ \textbf{Rechnung:} \\\bullet \text{Funktion} \\ y= 4x^2-2x-3\\
\\ \bullet \text{Scheitelberechnung } \\
\begin{array}{l|l|l} \begin{array}{l} \text{quadratische Ergänzung } \\ \hline
y=4x^2-2x-3 \\
y=4(x^2-\frac{1}{2}x-\frac{3}{4}) \\
y=4(x^2-\frac{1}{2}x+\left(\frac{1}{4}\right)^2-\left(\frac{1}{4}\right)^2-\frac{3}{4}) \\
y=4[(x-\frac{1}{4})^2-\left(\frac{1}{4}\right)^2-\frac{3}{4}] \\
y=4[(x-\frac{1}{4})^2-\frac{1}{16}-\frac{3}{4}] \\
y=4[(x-\frac{1}{4})^2-\frac{13}{16}] \\
y=4(x-\frac{1}{4})^2-3\frac{1}{4} \\
Scheitel(\frac{1}{4}/-3\frac{1}{4})
\end{array} &
\begin{array}{l} \text{quadratische Ergänzung } \\ \hline
y=4x^2-2x-3 \\
y=4(x^2-\frac{1}{2}x)-3 \\
y=4(x^2-\frac{1}{2}x+\left(\frac{1}{4}\right)^2-\left(\frac{1}{4}\right)^2)-3 \\
y=4[(x-\frac{1}{4})^2-\left(\frac{1}{4}\right)^2]-3 \\
y=4[(x-\frac{1}{4})^2-\frac{1}{16}]-3 \\
y=4(x-\frac{1}{4})^2-\frac{1}{4}-3 \\
y=4(x-\frac{1}{4})^2-3\frac{1}{4} \\
Scheitel(\frac{1}{4}/-3\frac{1}{4})
\end{array} &
\begin{array}{l} \text{Scheitelformel} \\ \hline
y=4x^2-2x-3 \\
xs=-\frac{-2}{2\cdot 4} \\
xs=\frac{1}{4} \\
ys=-3-\frac{\left(-2\right)^2}{4\cdot4} \\
ys=-3\frac{1}{4} \\
Scheitel(\frac{1}{4}/-3\frac{1}{4})\\
y=4(x-\frac{1}{4})^2-3\frac{1}{4}
\end{array} \\
\end{array} \\ \\
\\\bullet\text{Definitions- und Wertebereich:} \\\qquad \mathbb{D} = \mathbb{R} \qquad \mathbb{W} = [(-3\frac{1}{4});\infty[ \\
\\=4(x+0,651)(x-1,15)\\
\\\bullet \text{Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:} \\y= 4x^2-2x-3 = 0 \\
\begin{array}{l|l|l}
\begin{array}{l}
\text{a-b-c Formel}\\ \hline
\\
4x^{2}-2x-3 =0
\\
x_{1/2}=\displaystyle\frac{+2 \pm\sqrt{\left(-2\right)^{2}-4\cdot 4 \cdot \left(-3\right)}}{2\cdot4}
\\
x_{1/2}=\displaystyle \frac{+2 \pm\sqrt{52}}{8}
\\
x_{1/2}=\displaystyle \frac{2 \pm7,21}{8}
\\
x_{1}=\displaystyle \frac{2 +7,21}{8} \qquad x_{2}=\displaystyle \frac{2 -7,21}{8}
\\
x_{1}=1,15 \qquad x_{2}=-0,651
\end{array}&
\begin{array}{l}
\text{p-q Formel}\\ \hline
\\
4x^{2}-2x-3 =0 \qquad /:4
\\
x^{2}-\frac{1}{2}x-\frac{3}{4} =0
\\
x_{1/2}=\displaystyle -\frac{-\frac{1}{2}}{2}\pm\sqrt{\left(\frac{\left(-\frac{1}{2}\right)}{2}\right)^2- \left(-\frac{3}{4}\right)}
\\
x_{1/2}=\displaystyle \frac{1}{4}\pm\sqrt{\frac{13}{16}}
\\
x_{1/2}=\displaystyle \frac{1}{4}\pm0,901
\\
x_{1}=1,15 \qquad x_{2}=-0,651
\end{array}\\ \end{array}\\
\underline{x_1=-0,651; \quad1\text{-fache Nullstelle}} \\\underline{x_2=1,15; \quad1\text{-fache Nullstelle}} \\ \\ \bullet \text{Vorzeichentabelle:} \\
\begin{array}{|c|c|c|c|c|c|c||}
\hline
& x < &-0,651&< x <&1,15&< x\\
\hline
f(x)&+&0&-&0&+\\
\hline
\end{array}\\ \\
\underline{\quad x \in ]-\infty;-0,651[\quad \cup \quad]1,15;\infty[\quad f(x)>0 \quad \text{oberhalb der x-Achse}}\\ \\
\underline{\quad x \in ]-0,651;1,15[\quad f(x)<0 \quad \text{unterhalb der x-Achse}} \end{array}$