Kann mir jemand diese Aufgabe über Extrem- und Wendepunkte erklären?

Guten Abend,

ich habe zum Thema „Extrem- und Wendepunkte bestimmen“ noch drei fragen (diese befinden sich hinter den Aufzählungspunkten), um das Thema vollständig zu verstehen, vielleicht hat ja jemand Lust, mir dabei weiterzuhelfen. ✌️💪💚

Beispielaufgabe:Schaubilder f(x), f‘(x), f‘‘(x) und f‘‘‘(x):

Extrempunkte bestimmen:

Extremstellen werden bei der ersten Ableitung Nullstellen, denn Hoch- und Tiefpunkte werden zu Nullstellen.

Das heißt, man setzt die erste Ableitung gleiche Null, um die x-Werte für die Extremstellen zu bekommen.

Folgendes verstehe ich noch nicht:

Die gefundenen x-Werte der Extremstellen werden in die zweite Ableitung eingesetzt, um zu bestimmen, ob es sich um einen Hoch- oder Tiefpunkt handelt. Ich verstehe, wie man es sich merkt, z.B. an dem Beispiel von Hamburger02:

Stell dir vor, du kommst mit dem Roller von links auf der x-Achse angerauscht. Dann machst du eine Linkskurve: die führt dich in die positiven y-Werte, also ist eine Linkskrümmung positiv bzw. f''>0: Linkskrümmung ist positiv
Wenn du eine Rechtskurve machst, fährst du in die negativen y-Werte: f'' < 0: Rechtskrümmung ist negativ.

Aber ich verstehe anhand des Diagramms der zweiten Ableitung, in das man die x-Werte der Extrempunkte einträgt, immer noch nicht, warum sich das Diagramm genau so verändert und warum man es dann dort so bestimmen kann.

Jetzt haben wir die Extremstellen und wissen, ob es sich um einen Hochpunkt oder einen Tiefpunkt handelt und müssen nur noch, um die Extrempunkte herauszufinden, die x-Werte der Extremstellen in die normale Funktion einsetzen.

Wendepunkte bestimmen:

Hier verwirrt mich zuerst auch, dass auf dem Foto unten bei den Krümmungswechsel-Varianten zuerst eine Wendestelle als x-Wert drinnen in der Klammer steht und dann zweimal eine Extremstelle. Ich denke, dass ist ein Fehler des Lehrers.

Wendestellen werden in der ersten Ableitung zu Extremstellen und in der zweiten Ableitung zu Nullstellen. Das heißt, man muss die zweite Ableitung gleich Null setzen, um die x-Werte für die Wendestellen zu erhalten.

Folgendes verstehe ich noch nicht:

Die gefundenen x-Werte der Wendestellen muss man jetzt in die dritte Ableitung einsetzen.

  • Warum ändert sich das Schaubild der dritten Ableitung so, dass ich anhand dem Schaubild erkennen kann, ob es ein rechts-links-Krümmungswechsel ist, ein links-rechts-Krümmungswechsel ist, oder keine Aussage möglich ist, ob eine Wendestelle vorliegt?
  • Was sind die oben genannten Krümmungswechsel bei der Berechnung des Wendepunktes am Schaubild genau?

Um die Wendepunkte zu bestimmen, muss man nun die x-Werte der Wendestellen in die normale Funktion einsetzen.

Vielen Dank für deine Hilfe 💪

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Schule, Mathematik, Ableitung, Ableitungsfunktion, extremstellen, hochpunkt, Tiefpunkt, Wendestellen
[Mathe] Trigonometrische Funktionen & Differentialrechnung?

Hallo liebe Matheexperten,

vom Thema Trigonometrische Funktionen geht es nun bei mir weiter mit dem Stoff zu der Differentialrechnung.

Ich freue mich, wenn mir jemand (absoluter Anfänger im Bereich Differenzieren) die Aufgaben erklären (Ansatz zur Lösung geben) oder sogar rechnen kann, damit ich es schaffe, selbstständig weitere Aufgaben zu rechnen um das Thema voll und ganz zu verstehen. 💯

Ich bin wirklich unendlich dankbar an die, die hier anderen einfach so in ihrer Freizeit mit ihrem Wissen, in dem Fall der Mathematik, weiterhelfen 💚💪

(Zudem schaue ich natürlich auch YouTube Videos zu Mathe Themen von zum Beispiel Lehrerschmidt, Mathe - simpleclub und Mathe by Daniel Jung.)

Frage 1:

Bei dieser Aufgabe zu Trigonometrischen Funktionen komme ich nicht auf den Ansatz, wie ich die Aufgabe lösen kann:

Frage 2:

Bei dieser Aufgabe habe ich a) und b) bereits bearbeitet aber für c) und d) fehlt mir leider jene Idee:

Frage 3:

In dieser Aufgabe geht es um einen Meteoriten der in Arizona eingeschlagen ist und um ein Auto, wobei die Frage ist, ob es mit der Möglichkeit, 115% Steigung zu erklimmen, aus dem Krater herausfahren kann. Hier fehlt mir ebenfalls ein Ansatz zur Lösung:

Mit unendlichen dankbaren Grüßen
für Lösungsansätze oder sogar rechnerischen Hilfen 🙏

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Schule, Mathematik, Differentialgleichung, Ableitung, Steigung, Ableitungsfunktion, Änderungsrate, Trigonometrische Funktionen
Wieso stimmt die Ableitung vom logistischen Wachstum nicht?

Bevor sich irgendwer beschwert, Nein, ihr erledigt hier nicht meine Hausaufgaben, und nein, ich bin auch nicht zu faul zum recherchieren. Ich hab mich jetzt seit 2h damit beschäftigt aber komme zu keiner gescheiten Lösung.

Ich habe für logistisches Wachstum den Term

f(x)=1920/(12+148*e^-0.15648x)

A= 12

G = 160

k = 0.000978

nach dem Schema f(x) = (A*G)/(A + (G - A) *e^-k*g*x)

und wollte den mal in die erste Ableitung bringen

Nach dem Schema zum Ableiten von Brüchen,

f(x)=g/h --> f'(x)=g' * h - h' * g / h^2

müssten die werte sich demnach so verändern.

g = 1920

g' = 0

h = 12 + 148 * e^-0.15648x

h' = 148 * e^-0.15648

Das Ganze dann wiederum eingesetzt würde demnach so aussehen:

f'(x) = ((0 * 12 + 148 * e^^-0.15648x) - (1920 * 148 * e^0.15648)) / (12 + 148 * e^-0.15648x)^2

Vereinfacht habe ich das Ganze dann zu

f'(x) = (1920 * 148 * e^0.15648)) / (12 + 148 * e^-0.15648x)^2

So, nun habe ich den Term in unserem Matheprogramm GeoGebra mal eingegeben, das Ganze müsste demnach die Wachstumsfunktion sein, allerdings sieht der Verlauf nicht mal Ansatzweise so aus. Ich weiß ehrlich gesagt nicht mehr weiter, und finde den Fehler dazu nicht, kann mir jemand dabei weiterhelfen oder erklären wo der Fehler liegt?

Bilder vom Graphen sind angehängt, man kann sich mit Geogebra auch die Funktion so ableiten lassen (man soll es aber auch händisch können), der Graph (blau) verläuft hier allerdings völlig anders als meine Ableitung. Eigentlich wollt ich die Aufgabe nutzen um ein Schema für den Term zu haben, da der dann ja immer gleich ist, dann wäre das damit erledigt aber es klappt leider nicht.

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Schule, Mathematik, Ableitung, Ableitungsfunktion, logistisches-wachstum

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