Untersuchung der Kontur


\(\\\)

Aufgabe 1 Tiefpunkt

Wir definieren zunächst die Funktion \(f\).

Beachte: Der Mal-Punkt muss bei der Definition mitgeschrieben werden.

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Für Extrempunkte gilt die

\(\\[1em]\)

Notwendige Bedingung

\(\quad f'(x) = 0 \)

\(\\\)

Die Ableitung bilden wir mit dem Werkzeug

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\(\\\)

und erhalten dann die 1. Ableitung:

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\(\\\)

Zum Lösen der Gleichung verwenden wir den Solve-Befehl:

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\(\\\)

Zum Überprüfen der Art des Extrempunktes benötigen wir die

\(\\[1em]\)

Hinreichende Bedingung

\(\quad f''(x) = 0 \)

Dazu bilden wir die 2. Ableitung mit

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\(\\\)

und überprüfen die \(x\)-Werte.

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\(\\\)

\(\quad \begin{array}{ l c l } f''(0) & < & 0 \quad \Rightarrow \quad \textrm{Hochpunkt} \\[5pt] f''(3) & > & 0 \quad \Rightarrow \quad \textrm{Tiefpunkt} \\[5pt] f''(6) & < & 0 \quad \Rightarrow \quad \textrm{Hochpunkt} \end{array} \)

\(\\[1em]\)

Funktionswert

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Der Tiefpunkt hat die Koordinaten \(( 3 | 1{,}028 )\).

\(\\[2em]\)

Aufgabe 2 Graph von f

Um den Graphen zu zeichnen markieren wir den Funktionsterm von \(f\)

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\(\\\)

und kopieren ihn mit

\(\\\)

Mit diesem Symbol

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wechseln wir in den Graphik-Modus. Wir wählen

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\(\\\)

und füge den Term mit

ein.

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\(\\\)

Um den Graphen zu zeichnen, klicken wir das Feld vor \(Y1\) an.

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\(\\\)

Es erscheint der Graph.

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\(\\\)

Um einen besseren Bildausschnitt zu erhalten wählen wir dieses Symbol.

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\(\\\)

Funktion \(f\) hat den Definitionsbereich \([0;6]\). Wir wählen als Zeichenbereich \(x \in [-0{,}5;6{,}5]\) und \(y \in [-1;4]\)

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\(\\\)

und erhalten folgende Darstellung.

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\(\\\)

Um den Graphen von \(f\) optimal zeichnen zu können erstellen wir eine Wertetabelle mit

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\(\\\)

Wir brauchen die \(x\)-Werte von \(0\) bis \(6\).

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\(\\\)

Mit dem Pfeil runter sehen wir auch den letzten Wert. wir übertragen Die Punkte in die Zeichnung und skizzieren den Graphen.

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\(\\[2em]\)

Aufgabe 3 Breite von 3 Dezimetern

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\(\\\)

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\(\\\)

Nur \(x_2 =1{,}404685687\) und \(x_3 =4{,}595314313\) liegen innerhalb des Definitionsbereichs mit

\(\quad \mathbb{D} = \{ x \in \mathbb{R} \, \big| \, 0 \leq x \leq 6 \} \)

\(\\\)

Folglich beträgt der gesuchte

\(\quad Abstand \; = \; x_3 - x_2 \; = \; 4{,}595314313 - 1{,}404685687 \; \approx \; 3{,}19 \, dm \)

\(\\\)