Aufgaben zur zweiten Ableitung

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Sunshine17 Auf diesen Beitrag antworten »
Aufgaben zur zweiten Ableitung
Meine Frage:
Ich habe ein Problem beim Ansatz zu einer Aufgabe zur zweiten Ableitung, wenn ich erstmal weiß wie ich anfangen soll, erschließt sich der Rest oft für mich, aber im Moment stehe ich echt auf dem Schlauch...

Hier ist die Aufgabe:

Bestimmen Sie eine gerade ganzrationale Funktion vom Grad 4, deren Graph in P(1/0) eine Wendetangente mit der Steigung 1 hat. Bestimmen Sie alle Extrempunkte dieser Funktion. Zeigen Sie, dass (1/0) tatsächlich ein Wendepunkt ist und berechnen Sie alle Nullstellen von f.

Bitte helft mir einen Ansatz zu finden! Danke!

Meine Ideen:
Eine gerade ganzrationale Funktion sieht ja so aus: ax^4 + cx^2 + e

P(1/0)muss eine der Nullstellen von f sein.
Bjoern1982 Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
P(1/0)muss eine der Nullstellen von f sein.


Als Nullstelle bezeichnet man nur die x-Koordinate und nicht den ganzen Punkt.

Du musst ferner noch ausnutzen, dass (1|0) ein Wendepunkt ist und zudem auch noch die Steigung in x=1 bekannt ist.
Equester Auf diesen Beitrag antworten »

deren Graph in P(1/0) eine Wendetangente mit der Steigung 1 hat.


Ich hab dir mal die drei Aussagen, die man da rauslesen kann, farbig markiert.
Du kommst dann klar? Augenzwinkern

Edit: Yours Wink .
Sunshine17 Auf diesen Beitrag antworten »

Ja, dass ich sie noch weiter ausnutzen muss, war mir klar, nur fehlt mir immer noch der konkrete Ansatz zu der Aufgabe wie ich wirklich anfangen soll...
Bjoern1982 Auf diesen Beitrag antworten »

Wie berechnest du denn sonst immer Wendepunkte oder Steigungen ?
Sunshine17 Auf diesen Beitrag antworten »

Wendestellen, indem ich die zweite Ableitung bilde und diese gleich 0 setze.

Steigungen generell mit y=mx+t, je nachdem was gegeben ist, umformen, einsetzen und auflösen nach dem was gesucht ist....
 
 
Bjoern1982 Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Wendestellen, indem ich die zweite Ableitung bilde und diese gleich 0 setze.


Richtig, demnach gilt doch für eine gegebene Wendestelle xw somit f''(xw)=0.

Zitat:
Steigungen generell mit y=mx+t, je nachdem was gegeben ist, umformen, einsetzen und auflösen nach dem was gesucht ist....


Joa aber im Allgemeinen macht man das hier ja eher mit der 1. Ableitung, denn diese liefert dir an der gewünschten Stelle x die passende Steigung m des Graphen.
Es gilt also f'(x)=m
Sunshine17 Auf diesen Beitrag antworten »

So weit war ich sogar schon Augenzwinkern

Der nächste Schritt ist eher mein Problem, wie ich von der gegebenen Information, die ich bis jetzt habe auch die eigentliche Funktionsgleichung komme...
Bjoern1982 Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
So weit war ich sogar schon


Dann hättest du das doch sagen können. Augenzwinkern

Du hast ja nun deinen Funktionsterm f(x)=ax^4+cx²+e

Bilde also auch noch f'(x) und f''(x) und stelle damit dann die drei nötigen Gleichungen auf.
Sunshine17 Auf diesen Beitrag antworten »

'tschuldigung Ups

also:

f(x) = ax^4+cx^2+e

f'(x) = 4ax^3+2cx

f''(x) = 12ax^2+2c

so?
Bjoern1982 Auf diesen Beitrag antworten »

Genauso. Freude

Wegen der Nullstelle in x=1 gilt f(1)=0 <=> ...
Wegen der gegebenen Steigung in x=1 gilt .....
Da in x=1 ein Wendepunkt liegen soll gilt....

Die x-Koordinate 1 wird also entsprechend in f(x) oder f'(x) oder f''(x) eingesetzt.
Dadurch entsteht ein lineares Gleichungssystem, welches es zu lösen gilt.
Sunshine17 Auf diesen Beitrag antworten »

Also setze ich jetzt erst einmal x=1 in f(x), f'(x) und f''(x) ein...
Bjoern1982 Auf diesen Beitrag antworten »

Welche drei Gleichungen erhälst du ?
Sunshine17 Auf diesen Beitrag antworten »

f(1) = a + c + e

f'(1) = 4a + 2c

f''(1) = 12a + 2c
Bjoern1982 Auf diesen Beitrag antworten »

Das ist soweit richtig.
Bedenke nur, dass ja f(1)=0 gilt, da der Funktionswert an der Stelle x=1 null ist.
Demnach gilt also f(1)=0 <=> a+c+e=0.
a+c+e=0 wäre also deine erste Gleichung.
Analog geht es mit den beiden anderen.
Sunshine17 Auf diesen Beitrag antworten »

und die beiden anderen:

4a + 2c = 0

und

12a + 2c = 0

so?
Bjoern1982 Auf diesen Beitrag antworten »

Das würde bedeuten, dass f'(1)=0 und f''(1)=0 gilt.
Stimmt das ?
Sunshine17 Auf diesen Beitrag antworten »

Nein...
Bjoern1982 Auf diesen Beitrag antworten »

Sondern ?
Sunshine17 Auf diesen Beitrag antworten »

f'(1) muss 1 sein, da das ja die Steigung der Tangente ist.

Aber f''(1) müsste doch eigentlich 0 sein...
Bjoern1982 Auf diesen Beitrag antworten »

Richtig, damit hast du dann ja deine Gleichungen.
Kannst du das entsprechende LGS mittels Gaußverfahren lösen ?
Sunshine17 Auf diesen Beitrag antworten »

Wir haben das Verfahren nie gelernt, aber ich bin grad dabei es zu recherchieren smile
Bjoern1982 Auf diesen Beitrag antworten »

Tu das, wenn es Fragen gibt melde dich einfach. Wink

Ist im Prinzip auch nichts anderes als das, was man beim Additionsverfahren so macht.
Sunshine17 Auf diesen Beitrag antworten »

Danke!

Ja, stimmt, aber es ist ganz gut, auch mal davon gehört zu haben Augenzwinkern
Sunshine17 Auf diesen Beitrag antworten »

Also ich hab keine Ahnung ob das auch nur im Geringsten stimmt aber ich habe Folgendes Ergebnis:

f(x) = -9/8x + 3/4x + 3/8


kann das sein?
Sunshine17 Auf diesen Beitrag antworten »

sry, das erste natürlich x^4 und das zweite x^2
Sunshine17 Auf diesen Beitrag antworten »

neues ergebnis:

f(x) = -1/8x^4 + 3/4x^2 - 5/8
Bjoern1982 Auf diesen Beitrag antworten »

Ja das sieht prima aus. Freude
Sunshine17 Auf diesen Beitrag antworten »

Ja genauso hab ich das jetzt auch smile Und der Rest der Aufgabe war dann auch nicht mehr schwer smile
Die Tipps haben mir wirklich sehr geholfen! smile Danke!
Bjoern1982 Auf diesen Beitrag antworten »

Freut mich, dass du es hinbekommen hast.
Viel Erfolg weiterhin. smile
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