Quadratische Ergänzung - Binomische Formel anwenden
Gegeben ist zum Beispiel eine Funktionsvorschrift f(x) = x² + 4x – 3. Wir haben hier nur eine Variable, der andere Wert ist gegeben. Wir betrachten die Formel (x + d)² = x² + 2xd + d² und vergleichen mit x² + 4x – 3. Es fällt auf, die ersten beiden Summanden ähneln sich sehr und wir können unser d bestimmen, wenn wir 4 durch 2 teilen. Unser d ist also 2, danach fügen wir noch eine Null ein mit + d² – d² (das ist die eigentliche quadratische Ergänzung) und erhalten unsere Funktionsvorschrift in der Form: f(x) = x² + 4x + 4 – 4 – 3 = (x² + 4x + 4) – 4 – 3 = (x + 2)² – 7.
Die einzelnen Schritte noch einmal übersichtlicher geschrieben:
x² + 2xd + d² = (x + d)² ist unsere Vergleichsformel
x² + 4x – 3 ist unsere Funktion f(x)
Wir ergänzen x² + 4x quadratisch mit 2² und ziehen es aber auch gleich wieder ab, um nicht unsere Funktion zu verändern:
x² + 4x + 4 – 4 – 3 ist unsere quadratisch ergänzte Funktion
Wir schreiben x² + 4x + 4 als (x + 2)², die Summanden, die wir für die binomische Formel nicht benutzen addieren oder subtrahieren wir am Ende:
(x + 2)² – 4 – 3
(x + 2)² – 7
Die quadratische Ergänzung werden wir für die Scheitelpunktform und zum Lösen von quadratischen Gleichungen brauchen.