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Lösung von quadratischen Gleichungen

20Lösung für das Einführungsbeispiel

Die Flugbahn einer Kugel beim Kugelstoßen lässt sich durch folgende quadratische Funktion beschreiben:

h(x)=0,05x2+0,9x+2h(x)=-0{,}05\cdot x^2+0{,}9\cdot x+2 mit  x0x\ge0.

Dabei beschreibt  h(x)h\left(x\right) die Höhe der Kugel über dem Erdboden und die Variable xx gibt den Abstand der Kugel vom Abwurfpunkt an.

Für den Kugelstoßer ist die erzielte Wurfweite wichtig. Die Wurfweite ist die Stelle auf der x-Achse, an der h(x)=0h(x)=0 ist.

Du musst also die Gleichung 0,05x2+0,9x+2=0-0{,}05\cdot x^2+0{,}9\cdot x+2=0 lösen.

Du kannst diese Gleichung mit der Mitternachtsformel lösen. Lies die Werte für aa, bb und cc aus der Gleichung ab: a=0,05a=-0{,}05, b=0,9b=0{,}9 und c=2c =2

Setze die Werte in die Mitternachtsformel ein.

x1,2\displaystyle x_{1{,}2}==b±b24ac2a\displaystyle \dfrac{-b\pm\sqrt{b^2-4ac}}{2a}

Setze a=0,05a=-0{,}05; b=0,9b=0{,}9 und c=2c=2 ein.

==0,9±(0,9)24(0,05)22(0,05)\displaystyle \dfrac{-0{,}9\pm\sqrt{(0{,}9)^2-4\cdot(-0{,}05)\cdot2}}{2\cdot(-0{,}05)}
==0,9±1,210,1\displaystyle \dfrac{-0{,}9\pm\sqrt{1{,}21}}{-0{,}1}
==0,9±1,10,1\displaystyle \dfrac{-0{,}9\pm1{,}1}{-0{,}1}
x1\displaystyle x_1==2\displaystyle -2

Dieser Wert ist <0<0, d.h. er entfällt wegen x0x\ge0.

x2\displaystyle x_2==20\displaystyle 20

Antwort: Die gesuchte Wurfweite beträgt 20  m20 \;\text{m}.


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