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Aufgabe:

Die nachfolgende Funktion hat ein Maximum und ein Minimum. Berechnen Sie diese zwei Punkte. Weisen Sie nach, welcher Punkt das Maximum ist und welcher das Minimum.

f(x)= x^3-1/4x^2-25/8x-3/4

Die Funktion schneidet die x-Achse an der Stelle x = 2. Berechnen Sie weitere Schnittpunkte mit der x-Achse.

Ermitteln Sie den Schnittpunkt mit der y-Achse.

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Beste Antwort

hallo

1. Ableitung bilden

2. Ableitung 0 setzen mit pq die 2 Nullstellen der Ableitung bilden. Für die Nullstelen f(x) durch (x-2) teilen (Po,ynomfunktion, dann die verbleibende quadratisch Gleichung wieder mit pq lösen

Schnittpunkt mit y Achse 0 in f(x) einsetzen

Gruß lul

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Vielen Dank

Dankeschön

Was ist aber mit Maximum und Minimum?

Wie umnachtet muss man sein, um eine Antwort als beste Antwort zu deklarieren und dann nachträglich verstehen zu geben, dass man mit der Antwort eigentlich nichts anfangen kann?

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Aloha :)

Wir untersuchen die Funktion:$$f(x)=x^3-\frac14x^2-\frac{25}{8}x-\frac34$$Kandidaten für Extremwerte sind dort zu finden, wo die erste Ableitung verschwindet:

$$f'(x)=3x^2-\frac12x-\frac{25}{8}\stackrel!=0\implies x^2-\frac16x-\frac{25}{24}=0$$Mit der pq-Formel erhalten wir zwei Kandidaten:$$x_{1;2}=\frac{1}{12}\pm\sqrt{\frac{1}{144}+\frac{25}{24}}=\frac{1}{12}\pm\sqrt{\frac{1}{144}+\frac{150}{144}}=\frac{1\pm\sqrt{151}}{12}$$

Wir prüfen die beiden Kandidaten mit Hilfe der zweiten Ableitung:$$f''(x)=6x-\frac12$$$$f''\left(\frac{1-\sqrt{151}}{12}\right)=-\frac{\sqrt{151}}{2}<0\implies\quad\text{Maximum bei }x_1=\frac{1-\sqrt{151}}{12}$$$$f''\left(\frac{1-\sqrt{151}}{12}\right)=+\frac{\sqrt{151}}{2}>0\implies\quad\text{Minimum bei }x_2=\frac{1+\sqrt{151}}{12}$$

Da uns der Aufgensteller die Nullstelle bei \(x=2\) verraten hat, wissen wir, dass wir den Funktionsterm von \(f(x)\) durch \((x-2)\) dividieren können:$$f(x)=x^3-\frac14x^2-\frac{25}{8}x-\frac34=x^3\,\overbrace{-2x^2+\frac74x^2}^{=-\frac14x^2}\,\overbrace{-\frac{28}{8}x+\frac{3}{8}x}^{=-\frac{25}{8}x}\,-\frac34$$$$\phantom{f(x)}=\left(x^3-2x^2\right)+\left(\frac74x^2-\frac{14}{4}x\right)+\left(\frac38x-\frac68\right)$$$$\phantom{f(x)}=x^2(x-2)+\frac74x(x-2)+\frac38(x-2)$$$$\phantom{f(x)}=\left(x^2+\frac74x+\frac38\right)(x-2)=\frac18(8x^2+14x+3)(x-2)$$$$\phantom{f(x)}=\frac18(4x\cdot2x+2x+12x+3)(x-2)=\frac18(4x+1)(2x+3)(x-2)$$

Es gibt also insgesamt drei Schnittpunkte mit der \(x\)-Achse:$$N_1\left(-\frac14\bigg|0\right)\quad;\quad N_2\left(-\frac32\bigg|0\right)\quad;\quad N_3(2|0)$$

Der Schnittpunkt mit der \(y\)-Achse folgt durch Einsetzen von \(x=0\) in \(f(x)\):$$f(0)=-\frac34\quad\implies\quad Y\left(0\bigg|-\frac34\right)$$

~plot~ x^3-x^2/4-25x/8-3/4 ; {-0,94|1,136} ; {1,107|-3,159} ; {0|-3/4} ; {-1/4|0} ; {-3/2|0} ; {2|0} ; [[-2|3|-4|2]] ~plot~

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