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Bestimmen Sie die Gleichungen der Tangenten der Normalparabel, die durch den Punkt P gehen, und berechnen Sie jeweils die Koordinaten des Berührpunktes.

P = (0/-3)

Wie rechnet man sowas und wie kommt man auf die Lösung?

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Sei der Berührpunkt bei B(x | f(x)), dann ist die Steigung zwischen B und P gleich der Steigung im Punkt B. Formal gilt dann:

(f(x) - (-3))/(x - 0) = f'(x)
(x2 + 3)/x = 2·x
x2 + 3 = 2·x2
3 = x2
x = ± √3

Die Berührpunkte lauten dann

B1(√3 | 3) sowie B2(- √3 | 3)

Damit lauten die Tangentengleichungen

t1(x) = f'(√3)·(x - √3) + f(√3) = 2·√3·x - 3
t2(x) = - 2·√3·x - 3 (aus Symmetriegründen)

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f(x) =x2 ,  f '(x) = 2x

Wenn x0 die Berührstelle der gesuchten Tangente ist, dann geht diese durch den Punkt P(0|-3) und hat die Steigung   m = f '(x0) = 2x0

Nach der Punkt-Steigungsformel hat die Tangente die Gleichung:

y = m * (x - xp) + yp

y = 2x0 * (x - 0) - 3 =

Jeder  Berührpunkt  B(x0 | y0) = (x0 | x02)  liegt auf der Tangente:

x02 = 2x0 * x0 - 3  ⇔  x02 = 3  ⇔  x0 = ± √3 

Tangenten:  y = ± 2*√3 * x - 3

Bild Mathematik

Gruß Wolfgang

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Bestimmen Sie die Gleichungen der Tangenten der Normalparabel, die durch den Punkt P P(03)P (0|-3) gehen, und berechnen Sie jeweils die Koordinaten des Berührpunktes.

Weg ohne Differenzierung:
Geradenschar durch P(03)P (0|-3) :

y+3x0=m \frac{y+3}{x-0} =m  →y=mx3y =mx-3 Diese Gerade nun mit der Normalparabel y=x2y=x^2 schneiden:

x2=mx3x^2=mx-3

x2mx=3x^2-mx=-3

(x0,5m)2=3+0,25m2±  (x-0,5m)^2=-3+0,25m^2|±\sqrt{~~}

x0,5m=±3+0,25m2x-\red{0,5m}=±\sqrt{-3+0,25m^2}

Bei Tangenten wird die Diskriminante 3+0,25m2=0-3+0,25m^2=0

m2=12m^2=12  

m1=23m_1=2\sqrt{3}

Berührpunkt:

x1=0,523=3x_1=\red{0,5}\cdot 2\sqrt{3}=\sqrt{3}     y1=3y_1=3

Tangente:

y=23x3y =2\sqrt{3}x-3

Analog die 2. Tangente und Berührpunkt.

Unbenannt.JPG

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Noch ein Weg 'ohne Differenzierung':

Trage den Brennpunkt F=(00,25)F=(0|\,0,25) der Parabel ein. Zeichne den Kreis mit Durchmesser PF\overline{PF}. Die Tangenten sind die Geraden durch PP und jeweils einem der Schnittpunkte des Kreises mit der X-Achse.


der Punkt PP lässt sich mit der Maus verschieben.

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