Funktion konstruieren

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David123 Auf diesen Beitrag antworten »
Funktion konstruieren
Meine Frage:
Hallo zusammen,
Ich habe hier eine Aufgabe vor mir liegen bei der ich nicht weiss wie ich rangehen soll. Kann mir jemand helfen?

Aufgabe
In der Funktionsgleichung eines kubischen Polynoms

f(x) = ax^3 + bx^2 + cx + d

sollen die Konstanten a,b,c und d so bestimmt werden, dass f(x) die folgenden Eigenschaften hat:

1. f hat bei x = 0 eine Nullstelle, die gleichzeitig eine Wendestelle ist.

2. Bei x = -2 liegt ein relatives Extremum vor.

3. Die Kurventangente an der Stelle x = 4 hat die Steigung 3.



Meine Ideen:
Ich weiss eigentlich wie ich Extremas und Wendepunkte ausrechne. Auch die kubische Polynomformel verstehe ich soweit.

Leider komme ich nicht dahinter wie ich denn diese Bedingungen anwenden soll.

Kann mir bitte jemand helfen?

Vielen herzlichen Dank
Mulder Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Funktion konstruieren
Zitat:
Original von David123
Leider komme ich nicht dahinter wie ich denn diese Bedingungen anwenden soll.

Du musst diese Bedingungen oben in deinen allgemeinen Ansatz einsetzen. Dann erhälst du ein Gleichungssystem, das du lösen kannst.

Fang mit dem ersten an. Eine Nullstelle bei x=0 bedeutet was?
David123 Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Funktion konstruieren
Wenn ich für x eine 0 einsetze dann ist y ebenfalls 0

Und dann stelle ich die Gleichung so auf

I: 0 = a*0^3 + b*0^2 + c*0^1 + d

Richtig?
Mulder Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Funktion konstruieren
Genau. Und schon kennst du das d.

Weiter geht's, drei bleiben noch.
David123 Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Funktion konstruieren
Dann auf!!! : )

Also

ein Extremum bei X = -2

also gilt f`(-2)= Extremum

3a(-2)^2 + 2b(-2)^1 + c

gibt dann

12a - 4b + c

Nee, oder?
David123 Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Funktion konstruieren
Sagt mir jetzt noch nix


: )
 
 
Mulder Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Funktion konstruieren
Zitat:
Original von David123
gibt dann

12a - 4b + c =0

Damit haben wir schon die zweite Bedingung. Jetzt weiter. Es fehlen noch zwei.
David123 Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Funktion konstruieren
Öhm, ja genau.

Weil in einer Extremstelle ist ja die Steigung 0

deshalb

0 = die abgeleitetete Funktion mit -2 für x drin.

Juhuuu Freude
David123 Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Funktion konstruieren
f`(4) = 3


3a(4)^2 + 2b(4)^1 + c = 3

Also

III: 3 = 48a + 8b + c
Mulder Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Funktion konstruieren
Auch okay. Und die vierte Bedingung noch, dann haben wir alles.
David123 Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Funktion konstruieren
Welche 4. Bedingung?

Sorry

Ich dachte jetzt eleminiere ich b und schon bin ich fertig.
Mulder Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Funktion konstruieren
Du hast jetzt zwei Gleichungen gefunden, aber drei Unbekannte (a,b und c). Wie willst du das denn eindeutig lösen können?

Schau nochmal zurück in die erste Bedingung:

Zitat:
1. f hat bei x = 0 eine Nullstelle, die gleichzeitig eine Wendestelle ist.

Das hast du geflissentlich ignoriert. Warum?
David123 Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Funktion konstruieren
Na ich meine

I: 12a -4b + 0 = 0 * 2
I: 24a -8b + 0 = 0

+

II: 48a + 8b + 0 = 3

=
72a = 3

a = 1/24
David123 Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Funktion konstruieren
ah mist

d ist null und nicht c
Mulder Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Funktion konstruieren
Und was ist mit dem c, das doch eigentlich auch in beiden Gleichungen auftaucht?

Edit: Okay, du hast es gemerkt.
David123 Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Funktion konstruieren
Könntest du mir vielleicht auf die Sprünge helfen.

Ich steh grad auf der Leitung. geschockt
Mulder Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Funktion konstruieren
Was bedeutet es denn, wenn bei x=0 eine Wendestelle liegt? Sagt das vielleicht etwas über die zweite Ableitung an dieser Stelle aus?
David123 Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Funktion konstruieren
Ähm, ähm, ähm....

Ich weiss nicht wirklich...
Mulder Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Funktion konstruieren
Wikipedia: Wendepunkt
David123 Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Funktion konstruieren
Ne wirklich nicht...

verwirrt
David123 Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Funktion konstruieren
f```(x) < 0 = konvex / konvav

Aber ich verstehe den Zusammenhang nicht
David123 Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Funktion konstruieren
Oder geht es um Hoch und Tiefpunkte?
David123 Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Funktion konstruieren
Aber wie kann ich daraus bezüglich c herausfinden?

Sorry ich glaub ich denke gerade in alle möglichen Richtungen, nur wohin die Reise gehen soll, verstehe ich zur Zeit überhaupt nicht.

Bitte hilf mir. : )
Mulder Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Funktion konstruieren
Ich habe nicht den Eindruck, dass du den Artikel wirklich mal eben angesehen hast. Eigentlich etwas schade.

Zitat:
Ein Wendepunkt W an der Wendestelle x_W liegt vor, wenn die Krümmung des Funktionsgraphen an der Stelle xW ihr Vorzeichen wechselt. Daraus lassen sich verschiedene hinreichende Kriterien zur Bestimmung von Wendepunkten ableiten. Ein Kriterium fordert, dass die zweite Ableitung der differenzierbaren Funktion f an der Stelle x_W ihr Vorzeichen wechselt. Andere Kriterien fordern nur, dass die zweite Ableitung der Funktion null ist [...]

Es steht da wirklich dick und fett: Die zweite Ableitung muss an dieser Stelle 0 werden.

Man kann das auch so deuten, dass hier die Steigung extremal wird und damit hier die erste Ableitung einen Extrempunkt vorliegen hat. Was bedeutet, man setzt die erste Ableitung der ersten Ableitung (also insgesamt die zweite Ableitung) gleich null.
David123 Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Funktion konstruieren
Danke

Aber ich komm nicht draus was das mit meiner Aufgabe zu tun hat.

Mache ich denn jetzt noch mal eine Gleichung die ich dann später benötige um c zu eliminieren?

Sorry ich bin wirklich irgendwo stehen geblieben.

Kannst du mir nochmal helfen?
Mulder Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Funktion konstruieren
Zitat:
Original von David123
1. f hat bei x = 0 eine Nullstelle, die gleichzeitig eine Wendestelle ist.

Also bei x=0 eine Wendestelle. Folglich wird dort die zweite Ableitung null. Wie wäre es also dann mal, es mit



zu probieren? Ist doch genau der selbe Kram wie mit dem Extremum bei x=-2. Da haben wir eben



gesetzt. Ist die Analogie denn so abwegig?
David123 Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Funktion konstruieren
f``(0) = 6a*0 + 2b = 0
Mulder Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Funktion konstruieren
Und weiter?
David123 Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Funktion konstruieren
Ja habs auch gerade verstanden.

Danke

Hab ein bisschen gebraucht : )
David123 Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Funktion konstruieren
Ist b auch 0?

geschockt
David123 Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Funktion konstruieren
Heureka, ich habs!!!
Mulder Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Funktion konstruieren
Zitat:
Original von David123
Ist b auch 0?

So ist es. Der Aufgabensteller war nett.
David123 Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Funktion konstruieren
Dann hab ich

I: 12a +4*b*0 + c = 0
II: 48a +8*b*0 + c = 3 *-1

36a = 3

a = 1/12

Was für eine Zangengeburt.
David123 Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Funktion konstruieren
Merci vielmol, bisch dä Bescht.

Ich han huere lang gha. Aber jetzt check i wies Schema lauft.

Also nomel Merci

T Ufgobehilf isch extrem nett gsi und au verdammt geduldig
Mulder Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Funktion konstruieren
Na dann... hier noch ein Bildchen (samt Tangente an der Stelle x=4).
David123 Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Funktion konstruieren
Gott Gott Gott
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