Lösung 1.3:2c
Aus Online Mathematik Brückenkurs 2
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Lokale Extrempunkte einer Funktion sind entweder: | Lokale Extrempunkte einer Funktion sind entweder: | ||
- | # stationäre Punkte | + | # stationäre Punkte mit <math>f^{\,\prime}(x)=0</math>, |
# Singuläre Punkte, in denen die Funktion nicht differenzierbar ist, oder | # Singuläre Punkte, in denen die Funktion nicht differenzierbar ist, oder | ||
# Endpunkte. | # Endpunkte. | ||
- | Da die Funktion ein Polynom ist, ist sie überall definiert | + | Da die Funktion ein Polynom ist, ist sie überall definiert und überall differenzierbar. Also gibt es keine Extrempunkte, die die Bedingungen 2 und 3 erfüllen. |
Die Ableitung null gesetzt, ergibt folgende Gleichung | Die Ableitung null gesetzt, ergibt folgende Gleichung | ||
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Die Funktion hat also die stationären Puntke <math>x=-2</math> und <math>x=1</math>. | Die Funktion hat also die stationären Puntke <math>x=-2</math> und <math>x=1</math>. | ||
- | Wir erstellen eine Vorzeichentabelle | + | Wir erstellen eine Vorzeichentabelle und erhalten so die Extrempunkte. |
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- | Die Funktion hat also ein lokales Maximum in <math>x=-2</math> und ein lokales | + | Die Funktion hat also ein lokales Maximum in <math>x=-2</math> und ein lokales Minimum in <math>x=1</math>. |
Berechnen wir die Funktionswerte in einigen Punkten, können wir mit Hilfe der Vorzeichentabelle die Funktion zeichnen. | Berechnen wir die Funktionswerte in einigen Punkten, können wir mit Hilfe der Vorzeichentabelle die Funktion zeichnen. | ||
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Version vom 13:01, 20. Aug. 2009
Lokale Extrempunkte einer Funktion sind entweder:
- stationäre Punkte mit \displaystyle f^{\,\prime}(x)=0,
- Singuläre Punkte, in denen die Funktion nicht differenzierbar ist, oder
- Endpunkte.
Da die Funktion ein Polynom ist, ist sie überall definiert und überall differenzierbar. Also gibt es keine Extrempunkte, die die Bedingungen 2 und 3 erfüllen.
Die Ableitung null gesetzt, ergibt folgende Gleichung
\displaystyle f^{\,\prime}(x) = 6x^2+6x-12 = 0\,\textrm{.} |
Dividieren wir durch 6 erhalten wir durch quadratische Ergänzung
\displaystyle \Bigl(x+\frac{1}{2}\Bigr)^2 - \Bigl(\frac{1}{2}\Bigr)^2 - 2 = 0\,\textrm{.} |
Und wir erhalten die Gleichung
\displaystyle \Bigl(x+\frac{1}{2}\Bigr)^2 = \frac{9}{4} |
mit den Lösungen
\displaystyle \begin{align}
x &= -\frac{1}{2}-\sqrt{\frac{9}{4}} = -\frac{1}{2}-\frac{3}{2} = -2\,,\\[5pt] x &= -\frac{1}{2}+\sqrt{\frac{9}{4}} = -\frac{1}{2}+\frac{3}{2} = 1\,\textrm{.} \end{align} |
Die Funktion hat also die stationären Puntke \displaystyle x=-2 und \displaystyle x=1.
Wir erstellen eine Vorzeichentabelle und erhalten so die Extrempunkte.
\displaystyle x | \displaystyle -2 | \displaystyle 1 | |||
\displaystyle f^{\,\prime}(x) | \displaystyle + | \displaystyle 0 | \displaystyle - | \displaystyle 0 | \displaystyle + |
\displaystyle f(x) | \displaystyle \nearrow | \displaystyle 21 | \displaystyle \searrow | \displaystyle -6 | \displaystyle \nearrow |
Die Funktion hat also ein lokales Maximum in \displaystyle x=-2 und ein lokales Minimum in \displaystyle x=1.
Berechnen wir die Funktionswerte in einigen Punkten, können wir mit Hilfe der Vorzeichentabelle die Funktion zeichnen.