Quadratische Funktionen/Die Normalform h(x)

Im letzten Lernpfad hast du die Scheitelpunktsform "f(x) = (x - x_s)² + y_s" kennen gelernt. Man kann die Scheitelpunktsform umformen und erhält dann die Normalform f(x) $=$ x² + bx + c. Wir wollen im Folgenden betrachten, wie man zum einen von der Scheitelpunktsform zur Normalform gelangt und zum anderen die Umformung von der Normalform zur Scheitelpunktsform.

STATION 1: Von der Scheitelpunkts- zur Normalform

Im Moment erkennt man noch kein Muster zwischen der Scheitelpunktsform "f(x) $=$ (x - x_s)² + y_s" und der Normalform "f(x) $=$ x² + bx + c".

Da die Umformung von der Scheitelpunkts- zur Normalform nicht besonders schwer ist, wirst du diese in der folgenden Aufgabe gleich selbst durchführen!


Aufgabe:

Du hast die Scheitelpunktsform "f(x) $=$ (x - 4)² + 5" gegeben. Diese Form soll nun durch ausmultiplizieren und zusammenfassen der Terme
auf die Form "f(x) $=$ x² + bx + c" gebracht werden.

Du hast die einzelnen Terme vorgegeben, bring sie in die richtige Reihenfolge!

		Von der Scheitelpunktsform zur Normalform
1.	y$=$	[x - xs]2 + ys
2.	y$=$	[x - 4]2 + 5
3.	y$=$	[x2 - 8x + 16] + 5
4.	y$=$	x2 - 8x + 21
5.	y$=$	x2 + bx + c

Merke

Die Normalform "f(x) $=$ x² + bx + c" entsteht aus der Scheitelpunktsform "f(x) $=$ (x - x_s)² + y_s" durch ausmultiplizieren und zusammenfassen der Terme.

STATION 2: Von der Normal- zur Scheitelpunktsform

Diese Umformung ist etwas schwieriger, aber du kennst sie von früher!

In der letzten Lerneinheit hast du erfahren, welche Eigenschaften die Scheitelpunktsform hat. Du bist in der Lage, anhand dieser Form den Scheitelpunkt zu bestimmen.

Bei der Normalform "f(x) = x² + bx + c" ist das nicht so einfach und wir wollen deshalb lernen, wie man die Normalform in die Scheitelpunktsform überführt.

Keine Angst, die Vorgehensweise ist dir bekannt, sie nennt sich quadratische Ergänzung und du hast sie bei der Extremwertbestimmung kennen gelernt.

Löse zur Wiederholung der quadratischen Ergänzung die folgende Zuordnung.

„Von der Scheitelpunktsform zur Normalform“:

	Verfahren	Beispiel
1.	Normalform der Parabel:	y $=$ x2 + 6x + 11
2.	Vergleich mit a2 + 2ab + b2:	y $=$ x2 + 2$\cdot$ x $\cdot$ 3 + 11
3.	Quadratische Ergänzung:	y $=$ x2 + 6x + 32 - 32 + 11
4.	Scheitelpunktsform:	y$=$ [x + 3]2 + 2
5.	Scheitelkoordinaten:	S[-3; 2]

Merke

Man gelangt mittels quadratischer Ergänzung von der Normalform "f(x) $=$ x² + bx + c" zur Scheitelpunktsform "f(x) $=$ (x - x_s)² + y_s".

Um das ein wenig einzuüben, löse die folgende Aufgabe!

Aufgabe: Zuordnung - Gruppe

Du hast hier 3 verschiedene quadratische Funktionen in Normalform gegeben. Ordne der jeweiligen Normalform die einzelnen Schritte der quadratischen Ergänzung, bis hin zum Scheitelpunkt, zu. Es werden dabei jeder Funktionsgleichung 4 Schritte zugeordnet.

f(x) = x2 - 2x - 2	f(x) = x2 - 2x - 12 + 12 - 2	f(x) = (x - 1)2 - 12 - 2	f(x) = (x - 1)2 - 3	$S(1\!\,|\!\,-3)$
f(x) = x2 + 10x + 15	f(x) = x2 + 10x + 52 - 52 + 15	f(x) = (x + 5)2 - 52 + 15	f(x) = (x + 5)2 - 10	$S(-5\!\,|\!\,-10)$
f(x) = x2 + 6x	f(x) = x2 + 6x + 32 - 32	f(x) = (x + 3)2 - 32	f(x) = (x + 3)2 - 9	$S(-3\!\,|\!\,-9)$

Damit kennst du nun die unterschiedlichen Darstellungsformen für die quadratische Funktion.
Es ist zum einen die Scheitelpunktsform und zum anderen die Normalform.
In der nächsten Einheit lernst du dann einen neuen und auch den letzten Parameter kennen.
Aber siehe selbst!!