Gegeben ist die Funktion f mit f(x)=-(x+1)^2 + 4?

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f(x)= -(x+1)^2+4 = -x^2 - 2x + 3

f'(x) = -2x-2

a) Schnittstellen mit x-Achse:

f(x) = 0

-> -(x+1)^2 + 4 = 0

<-> x1 = -3, x2 = 1

-> P(-3|0), Q(1|0)

f'(-3) = 4

--> t(x) = 4x + c

--> 0 = 4*(-3)+c

--> nach c auflösen (c=12)

--> t1(x) = 4x+12 für den Punkt P

Weils eine Parabel ist, ist der Betrag der Steigungen an den Nullstellen gleich

--> t2(x) = -4x + c

--> 0 = -4*1 + c --> c = 4

--> t2(x) = -4x+4 für den Punkt Q

Schnittstelle mit y-Achse:

f(0) = 3 --> R(0|3)

f'(0) = -2

--> t3(x) = -2x+c

--> 3 = -2*0+c ---> c = 3

---> t3(x) = -2x +3 für den Punkt R

b) Allgemeine Tangengengleichung benutzen

t(x) = f'(x0)(x-x0)+f(x0)

---> t(x) = (-2(x0)-2)(x-x0)+(-(x0)^2)-2(x0) +3

---> t(x) = -2(x0)x+(x0)^2-2x+3

---> t(x) = (x0)^2-2x(x0)-2x+3

jetzt einsetzen: x= 3,25 y=0

0=(x0)^2-6,5*(x0)-3,5

abc-Formel:

(6,5 +|- Wurzel(6,5^2+4*3,5))/2

---> einmal gilt dies für die x-Stelle

(6,5 + Wurzel(56,25))/2 und einmal für die x-Stelle (6,5 - Wurzel(56,25))/2

SpicyPlease  12.02.2021, 18:03

Ich habe ausversehen statt f(3,25) = 0 f(0) geschrieben weswegen das Ergebnis falsch ist, der Algorithmus ist aber derselbe

0

Tangentengleichung yt=ft(x)=f´(xo)*(x-xo)+f(xo)

Normalengleichung yn=fn(x)=-1/f´(xo)*(x-xo)+f(xo)

xo=Stelle,wo die Tangente/Normale an der Funktion f(x)=.. liegen soll

f(x)=-1*(x+1)²+4 ableiten die Konstante 4 fällt dabei weg

Kettenregel f´(x)=z´*f´(z)=innere Ableitung mal äußere Ableitung

Substitution (ersetzen) z=x+1 abgeleitet z´=dz/dx=1

f(z)=z² abgeleitet f´(z)=2*z

f´(x)=-1*(z´*f´(z))=-1*(1*2*(x+1)=-2*(x+1)

f´(x)=-2*x-2

Schnittstelle mit der y-Achse → x=xo=0

f(xo)=f(0)=-1*(0+1)²+4=-1+4=3

f´(xo)=f´(0)=-2*0-2=-2

eingesetzt

ft(x)=-2*(x-0)+3=-2*x+0*2+3

yt=ft(x)=-2*x+3

Schnittstelle mit der x-Achse f(x)=0=-1*(x+1)²+4

(x+1)²=-4/-1=4

x1,2=-1+/-Wurzel(4)=-1+/-2

xo1=-1+2=1 und xo2=-1-2=-3

eingesetzt in f(xo1)=... und f´(xo1)=....

und f(xo2)=... und f´(xo2)=...

ergibt dann mit ft(x)=f´(xo)*(x-xo)+f(xo)

2 Tangentengleichungen

b) Die Tangente geht durch den Punkt P(3,25/0)

eingesetzt ft(3,25)=0=f´(xo)*(3,25-xo)+f(xo)

Hier haben wir eine Gleichung mit der Unbekannten xo=?,die ermittelt werden muß

0=(-2*xo-2)*(3,25-xo)+[-1*(xo+1)²+4]

Lösung mit meinem Graphikrechner (GTR,Casio) xo1=-0,5 fällt weg und xo2=7

also xo=7

binomische Formel (x+b)²=x²+2*b*x+b²

(xo+1)²=xo²+2*1*xo+1²

Den Rest schaffst du selber. Hier mußt die die Nullstellen einer Parabel ermitteln,um xo=.. zu erhalten

Kontrolliere jeden deiner Rechenschritte mit xo=7 auf Richtigkeit

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – hab Maschinenbau an einer Fachhochschule studiert

Herleitung Tangentengleichung/Normalengleichung → vergrößern und/oder herunterladen

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Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – hab Maschinenbau an einer Fachhochschule studiert
 - (Mathematik)