Extrema Funktionenschar?

3 Antworten

Sei die Funktion f gegeben zu

f(x,a) = (4 - a/2) * x + (1/4 - 2/a) * x^2

mit Variable x aus IR und Parameter a aus IR. Die erste Ableitung nach x lautet damit

f'(x,a) = (4-a/2) + 2*(1/4 - 2/a) * x

und die zweite Ableitung folgt zu

f"(x,a) = 2*(1/4 - 2/a) .

Für die Berechnung der Ableitung nach der Variablen x verhält sich der Parameter a wie eine Konstante. Die notwendige Bedingung für ein lokales Extremum liefert

f'(x,a) = 0 = (4-a/2) + 2*(1/4 - 2/a) * x

und damit die kritische Stelle in Abhängigkeit des Parameters a

x(a) = (-2)*(1/4 - 2/a)/(4-a/2).

Für die Bestimmung ob es sich bei f(x(a),a) um ein lokales Minimum oder Maximum handelt ist schließlich das Vorzeichen von

f"(x(a),a)

in Abhängigkeit von a zu untersuchen.

Noma643 
Fragesteller
 16.02.2024, 20:39

Und wie hast du es nach x umgehört wenn du es gleich 0 gesetzt hast? Verstehe das nicht

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Vor x² steht ein Faktor und vor x steht ein anderer. Ableiten wie immer:



Wenn man will, kann man noch ein wenig umformen:



Edit: f'(x) = 0

  ==> a=x

Die Extremstelle ist bei x=a

https://www.geogebra.org/classic/ybv7qtbc

Da solltest du a zwischen -5 und 15 verschieben können.

Interessant ist, dass es für 0 < a < 8 ein Maximum und sonst ein Minimum ist.

Woher ich das weiß:Berufserfahrung
Noma643 
Fragesteller
 16.02.2024, 20:13

Super danke

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Noma643 
Fragesteller
 16.02.2024, 20:37

Und wie berechne ich dann die Nullstellen? Indem ich die hinteren klammer auf die andere seite bringe und dann durch 2*(1/4 - 2/a) teile?

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Schachpapa  16.02.2024, 20:50
@Noma643

Genau. Ich habe ja die Faktoren bereits zu Brüchen umgeformt, so dass man einfach mit dem Kehrwert malnehmen kann. In Kommentaren zu Antworten geht leider der Funktionseditor nicht, ich ergänze daher meine Antwort oben.

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Noma643 
Fragesteller
 16.02.2024, 21:11
@Schachpapa

Und was ist dann die 2. Ableitung?

Ich habe 2 * (1/4 - 2/a) aber dann fehlt ja das x

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Schachpapa  16.02.2024, 21:14
@Noma643

Ja, da fehlt das x. Die erste Ableitung ist eine Gerade und die 2. Ableitung ist ihre Steigung. Für ein gegebenes a ist das ein Konstante.

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Bild zum Beitrag

beide Klammern kann man wie Zahlen behandeln. a steht ja auch nur für eine Zahl

f(y) = x + x² abgeleitet wäre 1 + 2x
hier kommen hinter die 1 und die 2x eben die Klammern

 - (rechnen, Funktion, Gleichungen)