Schnittpunkte berechnen: Methode und Beispiele
Schnittpunkte zweier Graphen findest du durch Gleichsetzen. Du lernst den Rechenweg, die Probe und die Sonderfälle bei Geraden.
Kurz gesagt
Einen Schnittpunkt zweier Funktionen berechnest du, indem du die Terme gleichsetzt: f(x)=g(x). Die Lösungen sind die x-Koordinaten. Setzt du sie in eine der Funktionen ein, erhältst du die y-Koordinaten. Beispiel: 2x-4=-x+5 ergibt x=3 und S(3 \mid 2).
Ein Schnittpunkt gehört zu zwei Funktionsgraphen. Deshalb haben beide Funktionen dort beim selben x-Wert denselben y-Wert. Rechnerisch setzt du die Funktionsterme gleich, löst nach x auf und berechnest anschließend y.
Deine Lernziele
Ein Schnittpunkt ist ein gemeinsamer Punkt zweier Funktionsgraphen. Seine Koordinaten schreibst du als S(x \mid y): zuerst die x-Koordinate, dann die y-Koordinate. Liegt S(1 \mid 3) auf den Graphen von f(x)=2x+1 und g(x)=x+2, müssen beide Funktionen für x=1 den Wert 3 liefern: f(1)=2\cdot 1+1=3 und g(1)=1+2=3.
Schnittpunkt
Ein Schnittpunkt zweier Funktionsgraphen ist ein Punkt, dessen Koordinaten beide Funktionsgleichungen erfüllen. Daher gilt dort f(x)=g(x).
Merke: Gleicher Punkt bedeutet: gleicher x-Wert und gleicher Funktionswert.
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Nutze immer dieselbe Grundfolge: Gleichsetzen mit f(x)=g(x), nach x lösen und alle reellen Lösungen bestimmen, y berechnen durch Einsetzen jedes x-Werts in eine der beiden Funktionen, Probe mit der anderen Funktion und zum Schluss den Punkt angeben als S(x \mid y). Für y darfst du die einfachere Funktion wählen, denn am Schnittpunkt liefern beide denselben Wert. Ein häufiger Fehler ist, nach der Berechnung von x aufzuhören: Ein Punkt braucht immer beide Koordinaten. Eine Zeichnung hilft beim Schätzen, exakte Koordinaten liefert erst die Rechnung.
Beispiel: Schnittpunkt von f(x)=2x-4 und g(x)=-x+5
- 1Gleichsetzen: 2x-4=-x+5
- 2Auf beiden Seiten x und 4 addieren: 3x=9
- 3x=3
- 4y-Wert: f(3)=2\cdot 3-4=2
- 5Probe: g(3)=-3+5=2
- 6Schnittpunkt S(3 \mid 2)
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Lineare Funktionen haben die Form f(x)=mx+b. Dabei ist m die Steigung und b der y-Achsenabschnitt. Für zwei Geraden gibt es drei Fälle: Verschiedene Steigungen: Die Geraden besitzen genau einen Schnittpunkt. Gleiche Steigung, verschiedene Achsenabschnitte: Die Geraden sind parallel und besitzen keinen Schnittpunkt. Gleiche Steigung und gleicher Achsenabschnitt: Die Geraden sind identisch und besitzen unendlich viele gemeinsame Punkte. Beim Gleichsetzen erkennst du diese Fälle am Ergebnis: Eine Lösung wie x=3 führt zu genau einem Schnittpunkt. Eine falsche Aussage wie 2=5 bedeutet: keine Lösung. Eine immer wahre Aussage wie 0=0 bedeutet: unendlich viele Lösungen.
Beispiel: Gleichsetzen von f(x)=2x+2 und g(x)=2x+5
- 12x+2=2x+5 \quad \mid -2x
- 22=5, ein Widerspruch
- 3Gleiche Steigung, verschiedene Achsenabschnitte: Die Geraden sind parallel und haben keinen Schnittpunkt.
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Bei nichtlinearen Funktionen kann die Gleichung f(x)=g(x) mehrere reelle Lösungen besitzen. Zu jeder Lösung berechnest du den zugehörigen y-Wert.
Beispiel: Schnittpunkte von f(x)=x und g(x)=x^2-4x+4
- 1Gleichsetzen: x=x^2-4x+4
- 2Auf eine Seite bringen: x^2-5x+4=0
- 3Faktorisieren: (x-1)(x-4)=0
- 4x_1=1 oder x_2=4
- 5y_1=f(1)=1 und y_2=f(4)=4
- 6S_1(1 \mid 1) und S_2(4 \mid 4)
Merke: Jede reelle Lösung der Gleichung f(x)=g(x) liefert eine x-Koordinate. Berechne für jede Lösung den passenden y-Wert.
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Alles auf einen Blick
Schnittpunkte berechnen
gemeinsamer Punkt beider Graphen
Funktionsterme gleichsetzen
alle reellen x-Lösungen bestimmen
zu jedem x den y-Wert berechnen
beide Funktionsgleichungen prüfen
ein, kein oder unendlich viele Schnittpunkte
Schnittpunkte von f(x)=x^2-2 und g(x)=-x+4
- 1Gleichsetzen: x^2-2=-x+4
- 2Alles auf eine Seite: x^2+x-6=0
- 3Faktorisieren: (x+3)(x-2)=0
- 4x_1=-3 oder x_2=2
- 5y_1=g(-3)=3+4=7 und y_2=g(2)=-2+4=2
- 6Probe mit f: f(-3)=9-2=7 und f(2)=4-2=2
- 7S_1(-3 \mid 7) und S_2(2 \mid 2)
Fehler finden
Fehler in Zeile 2Das x wurde mit Plus statt mit Minus auf die linke Seite gebracht. Richtig ist 2x-2=6, also 2x=8, x=4 und S(4 \mid 10). Probe: f(4)=12-2=10=g(4).
Lückentext
Am Schnittpunkt haben beide Funktionen für denselben x-Wert den y-Wert. Deshalb werden die Funktionsterme zuerst . Nach dem Lösen setzt du jeden gefundenen x-Wert in ein.