Mathe ganzrationale Funktionen?

2 Antworten

  • Gabzrationale Funktion 3. Grades:

f(x) = a x³ + b x² + c x + d

  • punktsymmetrisch zu Ursprung

f(–x) = –f(x)

a (–x)³ + b (–x)² + c (–x) + d = –(a x³ + b x² + c x + d)

–a x³ + b x² – c x + d = –a x³ – b x² – c x – d

2 b x² + 2 d = 0

b x² + d = 0 (für alle x)

Da es für alle x gilt, kommt nur b = d = 0 infrage. Wir erhalten also

f(x) = a x³ + c x

f'(x) = 3 a x² + c

  • verläuft durch P(2 | –23/9)

f(2) = –23/9

a • 2³ + c • 2 = –23/9

8 a + 2 c = –23/9

  • lokales Maximum bei E(–3 | 3)

Hier sind zwei Informationen versteckt. Da es ein lokales Maximum ist, muss

f'(–3) = 0

sein. Außerdem ist die y-Koordinate des Maximums gegeben, nämlich

f(–3) = 3.

Damit erhalten wir die beiden Gleichungen

I) 3 a • (–3)² + c = 0

I) 27 a + c = 0

und

II) a • (–3)³ + c • (–3) = 3

II) –27 a – 3 c = 3.

Addieren wir nun (I) und (II), erhalten wir

(27 a + c) + (–27 a – 3 c) = 0 + 3

–2 c = 3

c = –3/2

und damit, c in die erste Gleichung eingesetzt,

27 a + (–3/2) = 0

27 a = 3/2

a = 1/18.

Zur Überprüfung können wir diese beiden Ergebnisse z. B. in die Gleichung, die wir mit dem Punkt P erhalten haben, einsetzen und schauen, ob es stimmt:

8 a + 2 c = –23/9

8 • 1/18 + 2 • (–3/2) = –23/9

8/18 – 3 = –23/9

(8 – 54)/18 = –23/9

–46/18 = –23/9

–23/9 = –23/9

Stimmt.

Woher ich das weiß:Hobby – Mathematik (u. Physik)
Halbrecht  15.03.2024, 22:32

mich hat erst irritiert , dass es eine Bedingung "zu viel" gibt

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Ich bin überrascht . Eigentlich gibt es eine nicht notwendige Info dazu . Denn zwei Bedigungen reichen ,da nur zwei Parameter vorhanden sind

Wegen der Punktsymmetrie gilt praktischerweise nur noch

f(x) = ax³ + cx 

.

aus (2/-23/9)

-23/9 = 8a + 2c ; 

aus (-3/3)

3 = -27a - 3c , 

aus Max bei -3 f'(-3) = 0 

0 = 27a + c 

f(x) = 1/18 x³ - 3/2 * x