Übung zur Bestimmung von Wendepunkten
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Aufgabe
:
Bestimmen Sie rechnerisch die Wendepunkte des Graphen von f mit
f(x) =
· x
3
+
· x
2
+
· x
+
.
· x
4
+
· x
3
+
· x
2
+
· x
+
.
Geben Sie (wie in der Aufgabenstellung) in den nachfolgenden Rechnungen das Komma in einer Dezimalzahl als Punkt an.
1. Schritt
:
Bestimmung der
möglichen Wendestellen
notwendige Bedingung:
f ''(x) = 0
f '(x) =
· x
2
+
· x
+
f ''(x) =
· x
+
· x
+
= 0
Lösung der Gleichung mit dem GTR (oder mit Hilfe geeigneter mathematischer Methoden):
Die Gleichung hat
1
2
Lösung(en).
(Bitte durch Anklicken auswählen)
Mögliche Wendestelle:
x
=
Kontrolle
Lösung
2. Schritt
:
Untersuchung mit der
3. Ableitung
f '''(x) =
f '''(
) =
≠ 0
Klicken Sie auf die richtige Antwort und füllen Sie gegebenenfalls das Eingabefeld aus.
Der Graph von f hat an der Stelle
x
=
einen
Wendepunkt
Eine Schlussfolgerung ist nicht möglich. Eine weitere Untersuchung ist notwendig.
(→ "Bestimmung von Wendepunkten - Beispiel 2")
↓
x =
↓
f ''(
) =
> 0
< 0
f ''(
) =
> 0
< 0
Runden Sie die Ergebnisse auf die
2. Nachkommastelle
, um bei der Kontrolle eine korrekte Rückmeldung zu erhalten.
Auswertung
:
f '' hat an der Stelle
x
=
einen Vorzeichenwechsel
keinen
Vorzeichenwechsel
Der Graph von f hat deshalb an der Stelle
x
=
einen
Wendepunkt
keinen
Wendepunkt
Kontrolle
Lösung
3. Schritt
:
Angabe des
Wendepunktes
f(
) =
Wendepunkt: W(
|
)
Kontrolle
Lösung
Zusatz
:
Angaben zum
Krümmungsverhalten
Da
f ''(
) = 0
und
f '''(
)
> 0
< 0
wechselt der Graph von f an der Stelle
x
=
von einer
Rechts-
in eine
Linkskrümmung
von einer
Links-
in eine
Rechtskrümmung
Kontrolle
Lösung
Zusatz
:
Angaben zum
Krümmungsverhalten
Da
f ''(x)
> 0
< 0
im Intervall
] − ∞ ;
[
,
ist der Graph von f in diesem Intervall
linksgekrümmt
rechtsgekrümmt
Da
f ''(x)
> 0
< 0
im Intervall
]
; + ∞ [
,
ist der Graph von f in diesem Intervall
linksgekrümmt
rechtsgekrümmt
Kontrolle
Lösung
Klicken Sie
hier
, um den
Graphen von f
einzublenden.
(→
zurück
)
1. Schritt
:
Bestimmung der
möglichen Wendestellen
notwendige Bedingung:
f ''(x) = 0
f '(x) =
· x
3
+
· x
2
+
· x
+
f ''(x) =
· x
2
+
· x
+
· x
2
+
· x
+
= 0
Lösung der Gleichung mit dem GTR (oder mit Hilfe geeigneter mathematischer Methoden):
Die Gleichung hat
1
2
Lösung(en).
(Bitte durch Anklicken auswählen)
Mögliche Wendestelle:
Mögliche Wendestellen:
x
=
x
1
=
x
2
=
(x
1
< x
2
)
Kontrolle
Lösung
2. Schritt
:
Untersuchung mit der
3. Ableitung
f '''(x) =
· x
+
f '''(
) =
≠ 0
Klicken Sie auf die richtige Antwort und füllen Sie gegebenenfalls das Eingabefeld aus.
Der Graph von f hat an der Stelle
x
=
einen
Wendepunkt
Eine Schlussfolgerung ist nicht möglich. Eine weitere Untersuchung ist notwendig.
(→ "Bestimmung von Wendepunkten - Beispiel 2")
↓
x =
↓
f ''(
) =
> 0
< 0
f ''(
) =
> 0
< 0
Runden Sie die Ergebnisse auf die
3. Nachkommastelle
, um bei der Kontrolle eine korrekte Rückmeldung zu erhalten.
Auswertung
:
f '' hat an der Stelle
x
=
einen Vorzeichenwechsel
keinen
Vorzeichenwechsel
Der Graph von f hat deshalb an der Stelle
x
=
einen
Wendepunkt
keinen
Wendepunkt
Kontrolle
Lösung
3. Schritt
:
Angabe des
Wendepunktes
f(
) =
Wendepunkt: W(
|
)
Kontrolle
Lösung
Zusatz
:
Angaben zum
Krümmungsverhalten
Da
f ''(
) = 0
und
f '''(
)
> 0
< 0
wechselt der Graph von f an der Stelle
x
=
von einer
Rechts-
in eine
Linkskrümmung
von einer
Links-
in eine
Rechtskrümmung
Kontrolle
Lösung
Zusatz
:
Angaben zum
Krümmungsverhalten
Da
f ''(x)
> 0
< 0
im Intervall
] − ∞ ;
[
,
ist der Graph von f in diesem Intervall
linksgekrümmt
rechtsgekrümmt
Da
f ''(x)
> 0
< 0
im Intervall
]
; + ∞ [
,
ist der Graph von f in diesem Intervall
linksgekrümmt
rechtsgekrümmt
Kontrolle
Lösung
Klicken Sie
hier
, um den
Graphen von f
einzublenden.
(→
zurück
)
2. Schritt
:
Untersuchung mit der
3. Ableitung
f '''(x) =
· x
+
1. mögliche Wendestelle:
f '''(
) =
≠ 0
2. mögliche Wendestelle:
f '''(
) =
≠ 0
Klicken Sie auf die richtige Antwort und füllen Sie gegebenenfalls das Eingabefeld aus.
Der Graph von f hat an der Stelle
x
1
=
einen
Wendepunkt
Eine Schlussfolgerung ist nicht möglich. Eine weitere Untersuchung ist notwendig.
(→ "Bestimmung von Wendepunkten - Beispiel 2")
Der Graph von f hat an der Stelle
x
2
=
einen
Wendepunkt
Eine Schlussfolgerung ist nicht möglich. Eine weitere Untersuchung ist notwendig.
(→ "Bestimmung von Wendepunkten - Beispiel 2")
↓
x
1
=
↓
x
2
=
↓
f ''(
) =
> 0
< 0
f ''(
) =
> 0
< 0
f ''(
) =
> 0
< 0
Runden Sie die Ergebnisse auf die
3. Nachkommastelle
, um bei der Kontrolle eine korrekte Rückmeldung zu erhalten.
Auswertung
:
f '' hat an der Stelle
x
1
=
einen Vorzeichenwechsel
keinen
Vorzeichenwechsel
Der Graph von f hat deshalb an der Stelle
x
1
=
einen
Wendepunkt
keinen
Wendepunkt
f '' hat an der Stelle
x
2
=
einen Vorzeichenwechsel
keinen
Vorzeichenwechsel
Der Graph von f hat deshalb an der Stelle
x
2
=
einen
Wendepunkt
keinen
Wendepunkt
Kontrolle
Lösung
3. Schritt
:
Angabe der
Wendepunkte
f(
) =
Wendepunkt: W
1
(
|
)
f(
) =
Wendepunkt: W
2
(
|
)
Kontrolle
Lösung
Zusatz
:
Angaben zum
Krümmungsverhalten
Da
f ''(
) = 0
und
f '''(
)
> 0
< 0
wechselt der Graph von f an der Stelle
x
1
=
von einer
Rechts-
in eine
Linkskrümmung
von einer
Links-
in eine
Rechtskrümmung
Da
f ''(
) = 0
und
f '''(
)
> 0
< 0
wechselt der Graph von f an der Stelle
x
2
=
von einer
Rechts-
in eine
Linkskrümmung
von einer
Links-
in eine
Rechtskrümmung
Da
f ''(x)
> 0
< 0
im Intervall
] − ∞ ;
[
,
ist der Graph von f in diesem Intervall
linksgekrümmt
rechtsgekrümmt
Da
f ''(x)
> 0
< 0
im Intervall
]
;
[
,
ist der Graph von f in diesem Intervall
linksgekrümmt
rechtsgekrümmt
Da
f ''(x)
> 0
< 0
im Intervall
]
; + ∞ [
,
ist der Graph von f in diesem Intervall
linksgekrümmt
rechtsgekrümmt
Kontrolle
Lösung
Klicken Sie
hier
, um den
Graphen von f
einzublenden.
(→
zurück
)