Aufgabenblock — AFB III
Begründen statt nur rechnen: Aussagen beurteilen, Fehler finden, allgemein zeigen. Formuliere deine Antwort in ganzen Sätzen, bevor du die Musterlösung aufklappst.
Begründen Sie, dass die Gleichung \(x^2+5=0\) keine Lösung hat — algebraisch und am Graphen.
Hinweis: Überlegen Sie, welche Werte \(x^2\) annehmen kann.
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Musterlösung: Aus \(x^2+5=0\) folgt \(x^2=-5\). Ein Quadrat ist aber nie negativ, also gibt es keine Lösung. Am Graphen: \(y=x^2+5\) ist die um 5 nach oben verschobene Normalparabel mit Scheitel \(S(0\,|\,5)\); sie ist nach oben geöffnet und erreicht die \(x\)-Achse nie.
Beurteilen Sie die Aussage: „Ist in \(f(x)=a\,(x-d)^2+e\) der Faktor \(a<0\) und \(e>0\), hat die Parabel immer genau zwei Nullstellen.“
Hinweis: Skizzieren Sie Lage des Scheitels und Öffnung.
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Musterlösung: Die Aussage stimmt. Bei \(e>0\) liegt \(S\) über der \(x\)-Achse, bei \(a<0\) ist die Parabel nach unten geöffnet — links und rechts von \(S\) fällt sie unter die \(x\)-Achse und schneidet sie genau zweimal. Algebraisch: \((x-d)^2=-\tfrac ea\) ist positiv, also gibt es die zwei Lösungen \(x=d\pm\sqrt{-\tfrac ea}\).
Ermitteln Sie alle Werte von \(c\), für die \(x^2+6x+c=0\) genau eine Lösung hat, und begründen Sie am Graphen.
Hinweis: Die Diskriminante entscheidet über die Anzahl.
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Musterlösung: Mit \(p=6\), \(q=c\) ist \(D=9-c\). Genau eine Lösung gibt es nur für \(D=0\), also \(c=9\). Dann ist \(x^2+6x+9=(x+3)^2\) und die Lösung \(x=-3\). Am Graphen: Der Scheitel \(S(-3\,|\,0)\) liegt auf der \(x\)-Achse. Für \(c<9\) gibt es zwei, für \(c>9\) keine Lösung.
