b)
Wir suchen den x-Wert x*, an der die angelegte Tangente einen Winkel von 3° zur x-Achse hat. Diese Tangentensteigung ergibt sich aus der ersten Ableitung der Funktion f.
Um vom Winkel zur Steigung zu kommen kann man folgendermaßen vorgehen:
Der Tangens eines Winkels alpha in einem rechtwinkligen Dreieck gibt genau das Verhältnis von Gegenkathete zu Ankathete an. Das rechtwinklige Dreieck wird hierbei aus der Tangente (Hypotenuse) und der x-Achse (Ankathete) konstruiert. Werten wir die Funktion f an unserem gesuchten Wert x* aus, dann erhalten wir die Länge der Gegenkathete.
Wir können nun also den vorgegebenen Winkel (im Bogenmaß) einsetzen und dieses Verhältnis (= die Steigung) erhalten:
Diese Steigung wird jetzt mit der ersten Ableitung der Funktion f gleichgesetzt und nach x aufgelöst (mithilfe von ln()).
Wir erhalten x* = 66,963
Jetzt muss die Funktion f so verschoben (um den Wert b) werden, dass sie am Punkt x* gleich 0 ist.
D.h. wir setzen sie zu Null:
0 = f(x*) + b
=> b = - f(x*) = - f(66,963) = -2,62