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Hallo Mathefreunde,
ich habe hier eine Steckbriefaufgabe, mit der ich nicht weiterkomme:
Gesucht ist eine ganzrationale Funktion mit folgenden Eigenschaften:
Der Graph hat bei 5 einen Hochpunkt. Der Punkt (1|1) liegt auf dem Graphen. Der Graph hat an der Stelle x = 3 einen Wendepunkt.

Wenn ein Wendepunkt vorliegt, sollte es eine Funktion zumindest 3. Grades sein, nicht wahr?

Dann habe ich folgende Informationen:

f'(5) = 0 | wegen des Hochpunktes

f(1) = 1 | weil (1|1) auf dem Graphen liegt

f''(3) = 0 | wegen des Wendepunktes an x = 3

Mir fehlt also die 4. Information.
Ich dachte zunächst, dass ein Tiefpunkt an x = 1 liegen muss (Hochpunkt an x = 5 und Wendepunkt an x = 3); doch das scheint nicht zu stimmen.
Oder: Wendepunkt an x = 3, und wegen Maximums an x = 5 ein weiterer Wendepunkt an x = 7; auch das klappt nicht.

Welches Brett habe ich diesmal vor dem Kopf? :-)

 

Andreas
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Ich sehe ebenfalls nur 3 Informationen :/.

Auch mit P als einen Tiefpunkt anzusehen führt nicht weiter...
Das mit dem Tiefpunkt an der Stelle x=1 stimmt schon (aus Symmetriegründen).

Du kannst für die Ableitung f ' (x) = a(x-1)(x-5) setzen.
... vgl Antwort.

https://www.wolframalpha.com/input/?i=+-1%2F3+x%5E3+%2B+3x%5E2+-+5x+%2B+3.333333++

Ja, das meinte ich mit "führt nicht weiter". Diese Information ist redunant (auch wenn ich nicht weiß/geschaut habe, mit welcher Information). Man erhält beliebig viele Möglichkeiten, aber nicht die Lösung.

Oder siehst Du da noch die Möglichkeit einer Einschränkung?

@ Lu:

Herzlichen Dank - das sieht in der Tat sehr gut aus!
@ Brucybabe: Bitte. Wenn du nur eine Lösung brauchst.

@ Unknown: Ich sehe auch keine Möglichkeit das einzuschränken. Für a kann wohl eine beliebige negative Zahl gewählt werden. Vielleicht willst Brucybabe da dann eine allg. Lösung mit dem Parameter a angeben.
@ Lu:

Dies war eine Aufgabe für die 11. Klasse Gymnasium. Ich denke, dass eine weitere Vertiefung nicht vorgesehen war :-)
ok. ist jetzt als Antwort gepostet.

1 Antwort

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Beste Antwort

Das mit dem Tiefpunkt an der Stelle x=1 stimmt schon (aus Symmetriegründen).

Du kannst für die Ableitung f ' (x) = a(x-1)(x-5) setzen.
Nun mal für a z.B. -1 annehmen.

f '(x) = - (x-1)(x-5) = - (x2 -6x + 5) = - x2 + 6x - 5

f(x) =-  1/3 x3 + 3x2 - 5x + C

f(1) = 1

1 = -1/3 + 3 - 5 + C

3.33333333 = C

f(x) = -1/3 x3 + 3x2 - 5x + 3.333333

Bemerkung: Ich habe nur eine Lösung und nicht die Lösung angegeben!

Rechne auf jeden Fall noch nach! Die Skizze als Kontrolle sieht ok aus.

https://www.wolframalpha.com/input/?i=+-1%2F3+x%5E3+%2B+3x%5E2+-+5x+%2B+3.333333++

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