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Aufgabe:


Sei \( a<b \) und \( f:(a, b) \rightarrow \mathbb{R} \) eine differenzierbare Funktion. Kreuzen Sie die beiden richtigen Aussagen an!
(a)  Gilt \( a<\xi<\eta<b \) und \( f(\xi)=f(\eta)=0 \), so besitzt \( f^{\prime} \) eine Nullstelle.
(b) Ist \( f \) streng monoton wachsend, so gilt \( f^{\prime}(x)>0 \) für alle \( x \in(a, b) \).
(c) Ist \( f \) zweimal differenzierbar und \( x_{0} \) eine lokale Minimumstelle von \( f \), so gilt \( f^{\prime}\left(x_{0}\right)=0 \) und \( f^{\prime \prime}\left(x_{0}\right)>0 \).
(d) Gilt \( a<x_{1}<x_{2}<b \), so gibt es ein \( x \) mit \( x_{1}<x<x_{2} \) und \( \left(x_{2}-x_{1}\right) f^{\prime}(x)= \) \( f\left(x_{2}\right)-f\left(x_{1}\right) \).


Problem/Ansatz:

Punkt a) ist richtig, denn 0 differenziert gibt mir 0. d) Ist ebenfalls richtig, das ist der Mittelwertsatz der Differentialrechnung. b) ist offenbar falsch, weil strenger monotoner Wachstum in unserem Buch nur für geschlossene Intervalle so definiert ist, wobei mir nicht ganz klar ist, warum das nur dann funktioniert. Bei c) rätsle ich aber: Was ist an dieser Aussage falsch? Ein Sattelpunkt ist doch kein Extrempunkt? Wenn f''(x)>0 und f(x)'=0, dann ist es definitiv eine Minimumstelle, also müsste das doch umgekehrt gelten, wenn x eine lokale Minimumstelle ist?

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Beste Antwort

Deine Begründung für die Falschheit von (b) ist nicht richtig.

Betrachte dazu \(f(x) = x^3\) auf dem Intervall \((-1,1)\).


(c)
Die Bedingung \(f'(x_0) = 0\) und \(f''(x_0)>0\) ist nur hinreichend, aber nicht notwendig für eine Minimumstelle.

Betrachte dazu \(f(x) = x^4\) auf dem Intervall \((-1,1)\).

Avatar von 10 k

Danke für die Antwort! Zu b) steht in meinem Buch:

Satz 5.2.7 (Monotonie). Sei \( a<b \) und \( f:[a, b] \rightarrow \mathbb{R} \) stetig und in \( (a, b) \) differenzierbar. Gilt für alle \( x \in(a, b) \), dass

\( \left\{\begin{array}{l} f^{\prime}(x)>0 \\ f^{\prime}(x) \geq 0 \\ f^{\prime}(x) \leq 0 \\ f^{\prime}(x)<0 \end{array}\right\} \text {, dann ist } f \quad\left\{\begin{array}{c} \text { streng monoton wachsend } \\ \text { monoton wachsend } \\ \text { monoton fallend } \\ \text { streng monoton fallend } \end{array}\right\} . \)

Inwiefern passt das zu deinem Argument?

@actopozipc

Dort steht nur "dann" und nicht "genau dann wenn".

"Wenn A, dann B" bedeutet nicht, dass auch die Umkehrung "wenn B, dann A" gilt.

Also: Lies jetzt nochmal (b), aber genau.

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Hallo

der Wert 0 an einer Stelle sagt doch nicht dass die Ableitung dort 0 ist? du brauchst den Mittelwertsatz! siehe auch d)

zu c) betrachte x^4 z.B,  x=0 ist minimum aber f''(0)=0

zu d) Mittelwertsatz

Gruß lul

Avatar von 107 k 🚀

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