Kurvendiskussion Quotientenregel

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82Isa Auf diesen Beitrag antworten »
Kurvendiskussion Quotientenregel
Meine Frage:
Gegeben:

y = x / 3 * (x-1) * (x-5)

Ich glaube meine Ableitung (siehe unten) hat einen Fehler.
Bekomme nur einen Extremwert bei 0 heraus.

Habe mir auch die Polstellen ausgerechnet indem ich den Nenner = 0 gesetzt habe, aber warum sind das gleichzeitig Nullstellen, ich dachte Nullstellen werden vom Zähler aus berechnet.

Meine Ideen:
Ableitung:
y' = 1 * 3 * (x-1) * (x-5) - x * 3 * 1 * 1 / (3 * (x-1) * (x-5))²
y' = -3x / 3 * (x-1) * (x-5)

y'' = -3 * 1 * 3 * (x-1) * (x-5) - (-3x) * 3 * 1 * 1 / (3 * (x-1) * (x-5))²
y'' = 9x - 3/3 * (x-1) * (x-5)

Nullstellen bei:
x1 = 0
x2 = 1
x3 = 5

Extremwert bei 0

Ich glaube das stimmt aber nicht
10001000Nick1 Auf diesen Beitrag antworten »

Meinst du diese Funktion? ? Dann müsstest du wenigstens Klammern um den Nenner setzen.

Die Ableitung ist falsch, weil du falsch abgeleitet hast. Da musst du die Produktregel anwenden (wie wir gestern schon besprochen haben) oder erst ausmultiplizieren.

Und wie kommst du auf die drei Nullstellen? Wie du richtig gesagt hast, muss man da den Zähler =0 setzen. Da kommt nur eine Nullstelle raus. Für die Polstellen muss man dann den Nenner =0 setzen.

Zitat:
Original von 82Isa
Nullstellen bei:
x1 = 0
x2 = 1
x3 = 5


Da hast du ein bisschen was durcheinandergebracht. Eine davon ist eine Nullstelle, die anderen beiden sind Polstellen.
82Isa Auf diesen Beitrag antworten »

Danke für die Antwort.
OK ausmultipliziert habe ich den Nenner schon mal
3x²-18x+15


Sollte man den Nenner überhaupt ausmultiplizieren (wenn evt. was gekürzt werden kann) oder ist es sinnvoller mit der Produktregel vorzugehen?
82Isa Auf diesen Beitrag antworten »

Ich habe zwar 5 und 1 als Polstelle ausgerechnet

aber dann in der Grafik gesehen, dass die Funktion (Linie) durch 5/0 und durch 1/0 geht und dachte daher, dass es 0 Stellen sein müssen
10001000Nick1 Auf diesen Beitrag antworten »

Du kannst den Nenner ausmultiplizieren und dann ableiten. Meistens kann man dann ab der zweiten Ableitung etwas kürzen. Du musst nur darauf achten, dass du im Nenner der ersten Ableitung stehen lässt und das nicht ausmultiplizerst. Für die zweite Ableitung benutzt du dann die Kettenregel, um diesen Nenner abzuleiten. Dann kann man auch was kürzen.

Was hast du denn gezeichnet? Da hast du irgendwas falsch gemacht. Das ist eine Eigenschaft einer Polstelle, dass die Funktion an dieser Stelle nicht definiert ist. D.h. die Funktion kann nicht durch (5|0) oder (1|0) gehen.
Hast du die Funktion per Hand gezeichnet oder von einem Programm plotten lassen?
82Isa Auf diesen Beitrag antworten »

Habe ich über Ti82 zeichnen lassen - aber beim Nenner die Klammer vergessen. Jetzt gerade richtig gestellt. Nun sieht die Funktion nicht mehr so schön aus. :-)

Für die erste Ableitung habe ich (-6x²+18)/(3x²-18x+15) heraus bekommen
Extremwerte bei +1,732 und -1,732

Jetzt sehe ich mir gerade die 2te Ableitung durch. Bekomme da x³ heraus. ( muss mir jetzt die Kettenregel ansehen)
 
 
10001000Nick1 Auf diesen Beitrag antworten »

Die erste Ableitung ist falsch. Ich glaube, du hast da falsch gekürzt. Es gibt da so einen Reim als Merkhilfe: In Differenzen und Summen kürzen nur die Dummen. smile

Also z.B darf man in nicht einfach x kürzen, weil das im Zähler eine Summe ist.
82Isa Auf diesen Beitrag antworten »

Gut aber jetzt stimmt es hoffentlich (sonst sehe ich von dem ganzen Radieren auf dem Papier - gar nichts mehr)
(-3x²+15)/(3x²-18x+15)²
10001000Nick1 Auf diesen Beitrag antworten »

Müsste jetzt stimmen. Das hab ich auch raus.
Du müsstest das ganze nur noch als Gleichung schreiben, also f'(x)=...
82Isa Auf diesen Beitrag antworten »

Habe nun die Extremwerte ausgerechnet
E1: 2,236/-0218
E2: -2,236/-0,3183

lt Grafik schaut es jedoch anders aus
Können die stimmen?
10001000Nick1 Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von 82Isa
E2: -2,236/-0,3183


Hier fehlt eine 0. Es muss heißen: E2: -2,236/-0,03183

Den anderen habe ich genau so ausgerechnet, und laut Zeichnung stimmt es auch.
Isa82 Auf diesen Beitrag antworten »

y": (-3*2x) * (3 x² -18x +15)² - (-3x² +15) * 2 * (3x² - 18x +15) * (6x-18) / (3x²-18x+15) hoch 4

y"X (-18x³ +108 x² -90x) - (-36x³ + 108x² +180x -540) / (3x²-18x+15)³

Ich habe die (3x²-18x+15) herausgekürzt nur jetzt bekomme ich trotzdem eine Gleichung Dritten grades

Was habe ich schon wieder falsch gemacht
Isa82 Auf diesen Beitrag antworten »

Bekomme heraus:

y": (18x³+90x-540) / (3X²-18x+15)³

kann das stimmen?
10001000Nick1 Auf diesen Beitrag antworten »

Ich hab im Zähler was anderes. Es liegt wahrscheinlich daran, dass du in den Zwischenschritten ein paar Vorzeichenfehler gemacht hast. Kannst du die Zwischenschritte hier mal hinschreiben? (bitte mit LATEX)
82Isa Auf diesen Beitrag antworten »

10001000Nick1 Auf diesen Beitrag antworten »

Fast richtig!

Zitat:
Original von 82Isa


Wieso steht da in der letzten Zeile -540 und nicht +540?

Die richtige zweite Ableitung lautet also:

Noch ein kleiner Tipp: Zur besseren Lesbarkeit solltest du Brüche in der Form schreiben, nicht . Das geht mit \frac{x}{y}
82Isa Auf diesen Beitrag antworten »

geht das noch irgendwie zum Vereinfachen
Möchte den Wendepunkt ausrechnen. bzw Wendtangente
Gleichung dritten Grades!!!

Sind die Asymptoten eigentlich immer bei den Polstellen?
Und hier gibt es doch auch eine zusätzliche schräge Asymptote oder?
82Isa Auf diesen Beitrag antworten »

Darf ch da nochmal durch den Nenner durch dividieren?
10001000Nick1 Auf diesen Beitrag antworten »

Ich denke mal, das kann man nicht weiter vereinfachen. Um die Wendestelle zu berechnen, musst du jetzt setzen, also musst du eigentlich nur den Zähler =0 setzen.
Um die Nullstellen einer Funktion 3. Grades zu berechnen, gibt es mehrere Möglichkeiten:
1. 1 Nullstelle erraten und dann Polynomdivision. Hier aber nicht möglich.
2. Cardano-Formel. Aber für Schüler überhaupt nicht empfehlenswert.
3. Näherungs-Verfahren, z.B. Newton-Verfahren. Damit könntest du jetzt die Nullstelle(n) der zweiten Ableitung bestimmen.


An den Polstellen gibt es Asymptoten. Du hast hier z.B. bei x=1 eine Polstelle, also ist x=1 eine Polstellenasymptote. Außerdem hat diese Funktion noch eine Grenzwertasymptote.
82Isa Auf diesen Beitrag antworten »

Das Newton Verfahren haben wir nicht durchgemacht
Wie würde eine Nullstellenbestimmung in diesem Fall aussehen?
10001000Nick1 Auf diesen Beitrag antworten »

Du kannst dir z.B. auf Wikipedia das Newton-Verfahren angucken. Aber wenn ihr das noch nicht hattet, fällt mir jetzt auch keine andere Möglichkeit ein, um die Nullstellen zu bestimmen. Vielleicht weiß ja jemand anderes hier noch ein Verfahren.
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