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Eine Parabel 4. Grades berührt die x-Achse in (2/0) und hat ein (0/0) einen Wendepunkt. Die Wendetangente bildet mit der x-Achse einen Winkel von 45°.

Bestimme die Funktionsgleichung und berechne den Flächeninhalt derjenigen Fläche, welche die Kurve und Ihre Tangente im rechts gelegenen Wendepunkt miteinander einschließen.

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Die Lösung ist gegeben, doch ist mir der Rechenweg ein Rätsel.
Lösung:
y= 0,25x4 - 0,75x3 + x
A=3,0,75

Eine Parabel 4. Grades berührt die x-Achse in (2/0) und hat ein (0/0) einen
Wendepunkt. Die Wendetangente bildet mit der x-Achse einen Winkel von 45°.

f ( 2 ) = 0
f ´( 2 ) = 0 da Berührpunkt

f ( 0 ) = 0
f ´´ ( 0 ) = 0
f ´( 0 ) = 1

f ( x ) = a * x^4 + b * x^3 + c* x^2 + d * x + e 
f ( 0 ) = 0 => e = 0

f ( x ) = a * x^4 + b * x^3 + c* x^2 + d * x
f ´( x ) = 4 * a * x^3 + 3 * b * x^2 + 2 * c* x + d
f ´( 0 ) = 1  => d = 1

f ( x ) = a * x^4 + b * x^3 + c* x^2 + x
f ´( x ) = 4 * a * x^3 + 3 * b * x^2 + 2 * c* x + 1
f ´´ ( x ) = 12 * a * x^2 + 6 * b * x + 2 * c
f ´´ ( 0 ) = 0 => c = 0

f ( x ) = a * x^4 + b * x^3  + x
f ´( x ) = 4 * a * x^3 + 3 * b * x^2 + 1
f ( 2 ) = 0
f ´( 2 ) = 0

f ( 2 ) = a * 2^4 + b * 2^3  + 2 = 0
f ´( 2 ) = 4 * a * 2^3 + 3 * b * 2^2 + 1 = 0

a * 16 + b * 8  + 2 = 0
32 * a  + 12 * b  + 1 = 0

b = -3/4
a = 1/4
d = 1

f ( x ) = (1/4) * x^4 + (-3/4)*x^3 + x

~plot~ (1/4) * x^4 + (-3/4)*x^3 + x ; x ~plot~


Bestimme die Funktionsgleichung und berechne den Flächeninhalt
derjenigen Fläche, welche die Kurve und Ihre Tangente im rechts gelegenen
Wendepunkt miteinander einschließen.

Vielen lieben dank (: das war gerade die Rettung in der Not.

Eingezeichnet ist die Wendetangente bei x = 0.
Den rechts liegenden Wendepunkt bzw. die Wendetangente
siehe den Graph von mathef.



1 Antwort

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Ansatz  f(x) = a*x^4 + b*x^3 + c*x^2 + dx + e

aus dem Text:  f(2)=0

f ' (2) = 0, da x-Achse berührt

f(0) = 0

f ' ' (0) = 0  da wendestelle bei x=0

f ' (0) = 0,5 Steigung = 0,5 im Wendepunkt, wegen 45° Winkel der Wendetang.

f ' ' (x) = 3x^2 - 4,5x  also wendestellen bei 1,5 und 0

Der rechte ist also ( 1,5 |  15/64 ) also Wendetangente dort  hat m= -11 / 16

Gleichung   y = - 11 / 16 x + 81/64  schneidet Graph f bei x= 3/2 und x = -3/2

~plot~0.25x^4 - 0.75x^3 + x ; -11/16*x+81/64~plot~

Also Integral von -3/2 bis 3/2 über  - 11 / 16 x + 81/64 - f(x)     dx gibt

Stammfkt  -x^5 / 20 + 3 /16 x^4 - 27/32 x^2 + 81/64 x  und wenn du die

Grenzen einsetzt gibt es

ist es 243/80 = 3,0375


Avatar von 288 k 🚀
Hallo mathef,

einiges verstehe ich bei deinen Berechnungen nicht. Zunächst

f ' (0) = 0,5 Steigung = 0,5 im Wendepunkt, wegen 45° Winkel der Wendetang.

45 ° Steigung dürfte m = 1 sein?

Da hast du recht, hab mich vertan.  also f ' ( 0) = 1 .

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