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: 47
$\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=-\frac{1}{3}x^2+2x+5\\ \\ \textbf{Rechnung:} \\\bullet \text{Funktion} \\ y=-\frac{1}{3}x^2+2x+5\\
\\ \bullet \text{Scheitelberechnung } \\
\begin{array}{l|l|l} \begin{array}{l} \text{quadratische Ergänzung } \\ \hline
y=-\frac{1}{3}x^2+2x+5 \\
y=-\frac{1}{3}(x^2-6x-15) \\
y=-\frac{1}{3}(x^2-6x+3^2-3^2-15) \\
y=-\frac{1}{3}[(x-3)^2-3^2-15] \\
y=-\frac{1}{3}[(x-3)^2-9-15] \\
y=-\frac{1}{3}[(x-3)^2-24] \\
y=-\frac{1}{3}(x-3)^2+8 \\
Scheitel(3/8)
\end{array} &
\begin{array}{l} \text{quadratische Ergänzung } \\ \hline
y=-\frac{1}{3}x^2+2x+5 \\
y=-\frac{1}{3}(x^2-6x)+5 \\
y=-\frac{1}{3}(x^2-6x+3^2-3^2)+5 \\
y=-\frac{1}{3}[(x-3)^2-3^2]+5 \\
y=-\frac{1}{3}[(x-3)^2-9]+5 \\
y=-\frac{1}{3}(x-3)^2+3+5 \\
y=-\frac{1}{3}(x-3)^2+8 \\
Scheitel(3/8)
\end{array} &
\begin{array}{l} \text{Scheitelformel} \\ \hline
y=-\frac{1}{3}x^2+2x+5 \\
xs=-\frac{2}{2\cdot \left(-\frac{1}{3}\right)} \\
xs=3 \\
ys=5-\frac{2^2}{4\cdot\left(-\frac{1}{3}\right)} \\
ys=8 \\
Scheitel(3/8)\\
y=-\frac{1}{3}(x-3)^2+8
\end{array} \\
\end{array} \\ \\
\\\bullet\text{Definitions- und Wertebereich:} \\\qquad \mathbb{D} = \mathbb{R} \qquad \mathbb{W} = ]-\infty;8]\\
\\=-\frac{1}{3}(x+1,9)(x-7,9)\\
\\\bullet \text{Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:} \\y=-\frac{1}{3}x^2+2x+5 = 0 \\
\begin{array}{l|l|l}
\begin{array}{l}
\text{a-b-c Formel}\\ \hline
\\
-\frac{1}{3}x^{2}+2x+5 =0
\\
x_{1/2}=\displaystyle\frac{-2 \pm\sqrt{2^{2}-4\cdot \left(-\frac{1}{3}\right) \cdot 5}}{2\cdot\left(-\frac{1}{3}\right)}
\\
x_{1/2}=\displaystyle \frac{-2 \pm\sqrt{10\frac{2}{3}}}{-\frac{2}{3}}
\\
x_{1/2}=\displaystyle \frac{-2 \pm3,27}{-\frac{2}{3}}
\\
x_{1}=\displaystyle \frac{-2 +3,27}{-\frac{2}{3}} \qquad x_{2}=\displaystyle \frac{-2 -3,27}{-\frac{2}{3}}
\\
x_{1}=-1,9 \qquad x_{2}=7,9
\end{array}&
\begin{array}{l}
\text{p-q Formel}\\ \hline
\\
-\frac{1}{3}x^{2}+2x+5 =0 \qquad /:-\frac{1}{3}
\\
x^{2}-6x-15 =0
\\
x_{1/2}=\displaystyle -\frac{-6}{2}\pm\sqrt{\left(\frac{\left(-6\right)}{2}\right)^2- \left(-15\right)}
\\
x_{1/2}=\displaystyle 3\pm\sqrt{24}
\\
x_{1/2}=\displaystyle 3\pm4,9
\\
x_{1}=7,9 \qquad x_{2}=-1,9
\end{array}\\ \end{array}\\
\underline{x_1=-1,9; \quad1\text{-fache Nullstelle}} \\\underline{x_2=7,9; \quad1\text{-fache Nullstelle}} \\ \\ \bullet \text{Vorzeichentabelle:} \\
\begin{array}{|c|c|c|c|c|c|c||}
\hline
& x < &-1,9&< x <&7,9&< x\\
\hline
f(x)&-&0&+&0&-\\
\hline
\end{array}\\ \\
\underline{\quad x \in ]-1,9;7,9[\quad f(x)>0 \quad \text{oberhalb der x-Achse}}\\ \\
\underline{\quad x \in ]-\infty;-1,9[\quad \cup \quad]7,9;\infty[\quad f(x)<0 \quad \text{unterhalb der x-Achse}} \end{array}$