[Mathe] Muss ich hier die Randwerte betrachten?

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Die Kontrolle der Randwerte bzgl. der maximalen Steigung ist daher nötig, weil sich dort zwar laut Rechnung keine Wendestellen befindet, trotzdem kann dort die Steigung stärker ausfallen als am errechneten Wendepunkt. Die Funktion könnte ja theoretisch bei t=0 stark steigend beginnen (Aufgabenbezogen: z. B. Neueröffnung/Sonderevent, daher extrem starker Menschenandrang zu Beginn).

Bei f'(6) hast Du ja sogar tatsächlich betraglich eine stärkere Steigung als am Wendepunkt, d. h. dort ist die stärkste (negative) Änderung, trotzdem taucht diese Stelle in der Berechnung der stärksten Steigung nicht auf!

maennlich2002 
Fragesteller
 19.04.2024, 16:28

Vielen lieben Dank für deine super Antwort. Zum Glück habe ich mir die Frage dazu gestellt und sie hier gepostet.

Also halte ich fest:

  • Bei “normalen“ Funktionen liegen die maximalen momentanen Änderungsraten nicht unbedingt bei den Wendestellen, daher müssen bei einem gegeben Intervall die Randwerte betrachtet werden.
  • Bei “normalen“ trigonometrischen Funktionen (die nicht für x gegen +- unendlich für f(x) gehen +- unendlich laufen) kann man die maximale positive momentane Änderungsrate bestimmen, indem man eine Wendestelle mit einem links-rechts-Krümmungswechsel bestimmt und die maximale negative momentane Änderungsrate, indem man eine Wendestelle mit einem rechts-links-Krümmungswechsel bestimmt.
  • Anschließend setzt man dann jeweils den x-Wert der Wendestelle in die erste Ableitung der Funktion ein, um die maximale positive/negative momentane Änderungsrate zu erhalten.

Richtig?

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maennlich2002 
Fragesteller
 19.04.2024, 16:31
@maennlich2002

Und natürlich nur bei solchen Wendestellen, die gleichzeitig kein Sattelpunkt (Wendestelle mit waagerechter Tangente) sind.

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Rhenane  19.04.2024, 16:57
@maennlich2002

Als bestes Beispiel bzgl. der "Randstellen" kannst Du die Funktion 4. Grades aus einer anderen heutigen Frage von Dir nehmen. Da hast Du einen lokalen Tiefpunkt auf der y-Achse, aber links und rechts geht es vor dem linken und hinter dem rechten Hochpunkt "unendlich weit" nach unten. Ebenso hast Du zwischen den lokalen Extrempunkten zwei Wendestellen (einmal steigend/einmal fallend), aber die Steigungen links und rechts nach unten weg werden immer größer (betraglich).

Bei den "einfachen" trigonometrischen Funktionen wiederholt sich der Verlauf des Graphen ja ständig, d. h. da braucht man nur eine Periode betrachten, und da diese Funktionen (zumindest sin/cos, bei tan siehts wieder anders aus) beschränkt sind (y-Werte liegen nur in einem festen Bereich), gibt es über eine Periode hinaus auch keine Randwerte, bei denen höhere Werte zu "befürchten" sind, weder was den Funktionswert angeht, noch die Steigung.

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Rhenane  19.04.2024, 17:01
@Rhenane

Und ja, die ermittelten Wendestellen setzt Du, ebenso wie die Randstellen in die erste Ableitung ein um die Steigungen an diesen Stellen zu bestimmen und zu vergleichen, um sagen zu können wo die Werte größer sind, am Rand oder an den Wendepunkten.

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