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Aufgabe:

Die Wendetangente an den Graphen einer ganzrationalen Funktion dritten Grades im Punkt P(0|1) besitzt die Steigung -24. Hoch- und Tiefpunkt der Funktion liegen jeweils zwei Einheiten von der y-Achse entfernt.


Problem/Ansatz:

Stelle die Funktion auf

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Benutze: http://www.arndt-bruenner.de/mathe/scripts/steckbrief.htm

Die Wendetangente an den Graphen einer ganzrationalen Funktion dritten Grades im Punkt P(0|1) besitzt die Steigung -24. Hoch- und Tiefpunkt der Funktion liegen jeweils zwei Einheiten von der y-Achse entfernt.

Eigenschaften

f(0)=1
f'(0)=-24
f''(0)=0
f'(2)=0

Gleichungssystem

d = 1
c = -24
2b = 0
12a + 4b + c = 0

Funktion

f(x) = 2·x^3 - 24·x + 1

Avatar von 493 k 🚀

Hallo coach,
muß es nicht heißen
f(0)=1
f'(0)=-24

f''(-2)=0

f'(2)=0

f''(-2)=0

Die Wendestelle ist doch die Stelle 0 und nicht -2

Die Wendetangente an den Graphen einer ganzrationalen Funktion dritten Grades im Punkt P(0|1)
f ( 0 ) = 1
besitzt die Steigung -24.
f ´( 0 ) = -24
Hoch- und Tiefpunkt der Funktion liegen jeweils zwei Einheiten von der y-Achse entfernt.
x = 2 und x = -2
f ´ ( 2 ) = 0 | Extrempunkt
f ´ ( - 2 ) = 0 | Extrempunkt

Ist die Funktion sogar überbestimmt ?
f ´´ ( 0 ) = 0

Rein Formal gesehen ist das Gleichungssystem Überbestimmt weil man mehr Gleichungen als unbekannte hat. Praktisch ist es nicht überbestimmt, weil die Punktsymmetrie zum Wendepunkt ja ohnehin vorgibt, dass die extremstellen dazu symmetrisch liegen.

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Die Wendetangente an den Graphen einer ganzrationalen Funktion dritten Grades im Punkt P(0|1) besitzt die Steigung m=-24. Hoch- und Tiefpunkt der Funktion liegen jeweils zwei Einheiten von der y-Achse entfernt.

Der Hochpunkt liegt  wegen der negativen Steigung der Wendetangente links von der y-Achse. Vorerst lege ich den Hochpunkt auf die x-Achse.Der Graph hat im Extremum eine zweifache Nullstelle. Ein Sattelpunkt hat auch wie ein Extremum  eine waagerechte Tangente . Hier kann es nicht sein, weil noch ein Tiefpunkt vorhanden ist. Das klappt dann nicht mit 3. Grad.

Linearfaktorenform:

\( f(x)=a(x+2)^2(x-N) \)  T(2|...) 1. Ableitung:

\( f'(x)=a[2(x+2)(x-N)+(x+2)^2] \)

\( f'(2)=a[2(2+2)(2-N)+(2+2)^2] \)

\( f'(2)=a[32-8N ]  =0 \)

\( N=4\)

\( f(x)=a(x+2)^2(x-4) \)

..Im Punkt P(0|..) besitzt der Graph die Steigung m=-24.

\( f'(x)=a[2(x+2)(x-4)+(x+2)^2] \)

\( f'(0)=a[2(0+2)(0-4)+(0+2)^2]=a[ -12]=-24\)

\(a=2\)

\( f(x)=2(x+2)^2(x-4) \)

schauen ob P(0|1) schon auf dem Graph von f liegt.

\( f(0)=2(0+2)^2(0-4)=-32 \)

Somit muss er um 33 Einheiten nach oben verschoben werden:

\( p(x)=2(x+2)^2(x-4) +33\)

Avatar vor von 43 k
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Hier wäre Moliets' Verschiebevariante wesentlich günstiger, denn der Graph einer ganzrationalen Funktion 3. Grades ist punktsymmetrisch zu seinem Wendepunkt.

Man hätte dann, wenn man um 1 nach unten verschiebt, den Ansatz

\(f(x)=ax^3+bx\) mit

\(f'(2)=12a+2b=0\) und \(f'(0)=b=-24\),

woraus sofort \(a=2\) folgt und damit \(f(x)=2x^3-24x+1\), wenn man wieder um 1 nach oben verschiebt.




Avatar vor von 22 k

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