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: 48
$\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=-1\frac{1}{2}x^2+2x+\frac{1}{3}\\ \\ \textbf{Rechnung:} \\\bullet \text{Funktion} \\ y=-1\frac{1}{2}x^2+2x+\frac{1}{3}\\
\\ \bullet \text{Scheitelberechnung } \\
\begin{array}{l|l|l} \begin{array}{l} \text{quadratische Ergänzung } \\ \hline
y=-1\frac{1}{2}x^2+2x+\frac{1}{3} \\
y=-1\frac{1}{2}(x^2-1\frac{1}{3}x-\frac{2}{9}) \\
y=-1\frac{1}{2}(x^2-1\frac{1}{3}x+\left(\frac{2}{3}\right)^2-\left(\frac{2}{3}\right)^2-\frac{2}{9}) \\
y=-1\frac{1}{2}[(x-\frac{2}{3})^2-\left(\frac{2}{3}\right)^2-\frac{2}{9}] \\
y=-1\frac{1}{2}[(x-\frac{2}{3})^2-\frac{4}{9}-\frac{2}{9}] \\
y=-1\frac{1}{2}[(x-\frac{2}{3})^2-\frac{2}{3}] \\
y=-1\frac{1}{2}(x-\frac{2}{3})^2+1 \\
Scheitel(\frac{2}{3}/1)
\end{array} &
\begin{array}{l} \text{quadratische Ergänzung } \\ \hline
y=-1\frac{1}{2}x^2+2x+\frac{1}{3} \\
y=-1\frac{1}{2}(x^2-1\frac{1}{3}x)+\frac{1}{3} \\
y=-1\frac{1}{2}(x^2-1\frac{1}{3}x+\left(\frac{2}{3}\right)^2-\left(\frac{2}{3}\right)^2)+\frac{1}{3} \\
y=-1\frac{1}{2}[(x-\frac{2}{3})^2-\left(\frac{2}{3}\right)^2]+\frac{1}{3} \\
y=-1\frac{1}{2}[(x-\frac{2}{3})^2-\frac{4}{9}]+\frac{1}{3} \\
y=-1\frac{1}{2}(x-\frac{2}{3})^2+\frac{2}{3}+\frac{1}{3} \\
y=-1\frac{1}{2}(x-\frac{2}{3})^2+1 \\
Scheitel(\frac{2}{3}/1)
\end{array} &
\begin{array}{l} \text{Scheitelformel} \\ \hline
y=-1\frac{1}{2}x^2+2x+\frac{1}{3} \\
xs=-\frac{2}{2\cdot \left(-1\frac{1}{2}\right)} \\
xs=\frac{2}{3} \\
ys=\frac{1}{3}-\frac{2^2}{4\cdot\left(-1\frac{1}{2}\right)} \\
ys=1 \\
Scheitel(\frac{2}{3}/1)\\
y=-1\frac{1}{2}(x-\frac{2}{3})^2+1
\end{array} \\
\end{array} \\ \\
\\\bullet\text{Definitions- und Wertebereich:} \\\qquad \mathbb{D} = \mathbb{R} \qquad \mathbb{W} = ]-\infty;1]\\
\\=-1\frac{1}{2}(x+0,15)(x-1,48)\\
\\\bullet \text{Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:} \\y=-1\frac{1}{2}x^2+2x+\frac{1}{3} = 0 \\
\begin{array}{l|l|l}
\begin{array}{l}
\text{a-b-c Formel}\\ \hline
\\
-1\frac{1}{2}x^{2}+2x+\frac{1}{3} =0
\\
x_{1/2}=\displaystyle\frac{-2 \pm\sqrt{2^{2}-4\cdot \left(-1\frac{1}{2}\right) \cdot \frac{1}{3}}}{2\cdot\left(-1\frac{1}{2}\right)}
\\
x_{1/2}=\displaystyle \frac{-2 \pm\sqrt{6}}{-3}
\\
x_{1/2}=\displaystyle \frac{-2 \pm2,45}{-3}
\\
x_{1}=\displaystyle \frac{-2 +2,45}{-3} \qquad x_{2}=\displaystyle \frac{-2 -2,45}{-3}
\\
x_{1}=-0,15 \qquad x_{2}=1,48
\end{array}&
\begin{array}{l}
\text{p-q Formel}\\ \hline
\\
-1\frac{1}{2}x^{2}+2x+\frac{1}{3} =0 \qquad /:-1\frac{1}{2}
\\
x^{2}-1\frac{1}{3}x-\frac{2}{9} =0
\\
x_{1/2}=\displaystyle -\frac{-1\frac{1}{3}}{2}\pm\sqrt{\left(\frac{\left(-1\frac{1}{3}\right)}{2}\right)^2- \left(-\frac{2}{9}\right)}
\\
x_{1/2}=\displaystyle \frac{2}{3}\pm\sqrt{\frac{2}{3}}
\\
x_{1/2}=\displaystyle \frac{2}{3}\pm0,816
\\
x_{1}=1,48 \qquad x_{2}=-0,15
\end{array}\\ \end{array}\\
\underline{x_1=-0,15; \quad1\text{-fache Nullstelle}} \\\underline{x_2=1,48; \quad1\text{-fache Nullstelle}} \\ \\ \bullet \text{Vorzeichentabelle:} \\
\begin{array}{|c|c|c|c|c|c|c||}
\hline
& x < &-0,15&< x <&1,48&< x\\
\hline
f(x)&-&0&+&0&-\\
\hline
\end{array}\\ \\
\underline{\quad x \in ]-0,15;1,48[\quad f(x)>0 \quad \text{oberhalb der x-Achse}}\\ \\
\underline{\quad x \in ]-\infty;-0,15[\quad \cup \quad]1,48;\infty[\quad f(x)<0 \quad \text{unterhalb der x-Achse}} \end{array}$