Aufgabe Funktionenschar?

2 Antworten

Vom Fragesteller als hilfreich ausgezeichnet

Einstieg:

a1)

Erste Ableitung bilden:

f'(x) = 3 * x² + 6 * x - b

Extrema bestimmen:

0 = 3 * x² + 6 * x - b

0 = x² + 2 * x - (b / 3)

x = -1 +-√(1 + (b / 3))

1 = -1 + 2

-3 = -1 - 2

Folglich:

√(1 + (b / 3)) = 2

1 + (b / 3) = 4

b = 9

...


Noma643 
Fragesteller
 09.02.2024, 22:12

Danke. Aber was passiert wenn man für x 1 und -3 einsetzt?Da verschwindet ja aufeinmal die wurzel mit dem b/3.

Und wie kommt man auf den letzten Schritt? Warum wird es gleich 2 gesetzt?

0
gauss58  09.02.2024, 22:17
@Noma643

Probe:

0 = 3 * x² + 6 * x - 9

0 = x² + 2 * x - 3

x = -1 +-√(1² + 3)

x = -1 +-√4

x = -1 +-2

x_1 = -3

x_2 = 1

√(1 + (b / 3)) muss 2 ergeben, damit die beiden gesuchten Lösungen herauskommen und das ist bei b = 9 der Fall.

0
gauss58  10.02.2024, 16:06
@Noma643

2)

Bestimme zunächst die Ableitungen:

f(x) = (1 / 4) * x⁴ - (a / 3) * x³ + (1 / 2) * x²

f'(x) = x³ - a * x² + x = x * (x² - a * x + 1)

f''(x) = 3 * x² - 2 * a * x + 1

f'''(x) = 6 * x - 2 * a

Bedingungen (notwendig und hinreichend) für Extrema:

f'(x) = 0 ∧ f''(x) ≠ 0

Bedingungen (notwendig und hinreichend) für Sattelpunkte:

f'(x) = 0 ∧ f''(x) = 0 ∧ f'''(x) ≠ 0

a) a = -2

Extrema:

0 = x³ + 2 * x² + x

0 = x * (x² + 2 * x + 1)

x_1 = 0

x_2 = -1 +-√(1 - 1) = -1

Prüfung hinreichende Bedingung:

f''(0) = 1

E (0│0)

f''(-1) = 0

f'''(-1) = -2

SP (-1│1 / 12)

Für a = -2 gibt es nur ein Extrema.

b)

Du lässt die Variable a bestehen.

x_1 = 0

E (0│0) (ist unabhängig von a)

x_2 = (1 / 2) * a +-√((1 / 2) * a)² - 1)

Ist die Diskriminante kleiner Null, so gibt es keine Lösung, also

((1 / 2) * a)² - 1) < 0

-2 < a < 2

Für -2 < a < 2 gibt es nur ein Extrema.

Lt. 1) gibt es für a = -2 auch nur ein Extrema. Zu prüfen ist noch der Fall a = 2 (gibt auch nur ein Extrema).

c)

Max. sind 3 Extrema möglich und zwar für

((1 / 2) * a)² - 1) > 0

a < - 2 ∨ a > 2

Für a < - 2 ∨ a > 2 gibt es 3 Extrema.

Zu prüfen wäre noch, ob die zweite Ableitung für a < - 2 ∨ a > 2 Null werden kann.

0
Noma643 
Fragesteller
 10.02.2024, 16:20
@gauss58

Danke. Wie kommst du bei b und c auf ((1 / 2) * a)² - 1) woher kommt das?

0
Noma643 
Fragesteller
 10.02.2024, 16:26
@gauss58

Achso jetzt verstehe ich es. Danke. Und wie prüfe ich ob die. 2. Ableitung 0 werden kann? Und was bring das?

0
gauss58  10.02.2024, 16:37
@Noma643

Wenn die zweite Ableitung gleich Null wird, handelt es sich nicht um ein Extremum.

0
gauss58  10.02.2024, 17:03
@Noma643

Zunächst musst Du feststellen, dass der Tiefpunkt bei x = 1 liegt.

Eingesetzt in f(x) ergibt das:

f(1) = -8 = 1³ + 3 * 1² - 9 * 1 + c

c = -3

0

Danke. Aber was passiert wenn man für x 1 und -3 einsetzt?Da verschwindet ja aufeinmal die wurzel mit dem b/3.

Soll sie ja auch , dann f'(x) = 0 ist , wenn das b korrekt gewählt .

.

so geht es los : erste Abl gleich Null :::: 0 = x² + 2 * x - (b / 3)

.

diese qua Glg soll die Lösungen 1 und -3 haben 

.

Vieta :

weil 1 + -3 = -2 = -p ( - - 2) ist passt das schon mal

nun noch 1*-3 = -3 muss q sein 

-b/3 = -3 

-b = -9 

b = 9 ............fertig 

.

.

a2)easy

.

a3) 

0 = x² + 2 * x - (b / 3) als quadratische Glg hat keine Lösungen , wenn die Determinante gleich Null

Det ist das was in der pq unter dem Wurzelzeichen man findet .

.

wurz( (2/2)² - ( -b/3) ) 

mit 

0 = 1 + b/3 findet man die Grenze


Noma643 
Fragesteller
 10.02.2024, 10:04

Danke. Aber wie macht man die 2?

0