1. Quadratische Funktionen und Parabeln

1.1 Quadratische Funktionen

📘 Erklärung

Eine quadratische Funktion hat die Form:

f(x) = ax² + bx + c (a ≠ 0)

Graph: Eine Parabel

Formen:
1. Allgemeine Form: f(x) = ax² + bx + c
2. Scheitelpunktform: f(x) = a(x − d)² + e
3. Faktorisierte Form: f(x) = a(x − x₁)(x − x₂)

Parameter a:
- a > 0: Parabel nach oben geöffnet
- a < 0: Parabel nach unten geöffnet
- |a| > 1: Schmale Parabel
- |a| < 1: Breite Parabel

📊 Zeichnung

1.2 Scheitelpunkt und Scheitelpunktform

📘 Erklärung

Der Scheitelpunkt S(d|e) ist der höchste (a < 0) oder tiefste (a > 0) Punkt der Parabel.

Scheitelpunktform: f(x) = a(x − d)² + e

- d: x-Koordinate des Scheitelpunkts
- e: y-Koordinate des Scheitelpunkts

Von Normalform zu Scheitelpunktform: Quadratische Ergänzung

💡 Beispiel
Scheitelpunkt ablesen:
f(x) = 2(x − 3)² + 5

Scheitelpunkt: S(3|5)
a = 2 (nach oben geöffnet, schmal)

Quadratische Ergänzung:
f(x) = x² + 6x + 5

Schritt 1: x² + 6x + ___ + 5 − ___
Schritt 2: Ergänze (6/2)² = 9
Schritt 3: x² + 6x + 9 + 5 − 9
Schritt 4: (x + 3)² − 4

f(x) = (x + 3)² − 4 = (x − (−3))² + (−4)

Scheitelpunkt: S(−3|−4)

🎯 Interaktive Aufgabe 1.2.1

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1.3 Nullstellen von Parabeln

📘 Erklärung
Nullstellen einer quadratischen Funktion sind die x-Werte, für die f(x) = 0.

Berechnung:
1. f(x) = 0 setzen
2. Quadratische Gleichung lösen (p-q-Formel, etc.)

Anzahl der Nullstellen:
- Diskriminante > 0: Zwei Nullstellen
- Diskriminante = 0: Eine Nullstelle (Scheitelpunkt auf x-Achse)
- Diskriminante < 0: Keine Nullstellen

💡 Beispiel
Nullstellen von f(x) = x² − 5x + 6:

0 = x² − 5x + 6
x₁,₂ = 5/2 ± √((5/2)² − 6)
x₁,₂ = 2,5 ± √(6,25 − 6)
x₁,₂ = 2,5 ± 0,5

Nullstellen: x₁ = 3, x₂ = 2

Faktorisierte Form:
f(x) = (x − 2)(x − 3)

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🎯 Interaktive Aufgabe 1.3.3

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🎯 Interaktive Aufgabe 1.3.5

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1.4 Parabeln zeichnen und analysieren

🎯 Interaktive Aufgabe 1.4.1

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🎯 Interaktive Aufgabe 1.4.2

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