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Aufgabe:

Bestimmen Sie die Gleichung der Tangente an f(x) im Punkt P( u | f(u) ).

\( f(x)=\frac{1}{9} x^{3}-x \Rightarrow f^{\prime}(x)=\frac{1}{3} x^{2}-1 \)

Gleichung der Tangente im Punkt \( \mathrm{P}(\mathrm{u} | \mathrm{f}(\mathrm{u})) \)

\( t(x)=f^{\prime}(u)(x-u)+f(u) \)
\( f^{\prime}(u)=\frac{1}{3} u^{2}-1 \quad f(u)=\frac{1}{9} u^{3}-u \)
\( t(x)=\left(\frac{1}{3} u^{2}-1\right)(x-u)+\frac{1}{9} u^{3}-u=\left(\frac{1}{3} u^{2}-1\right) x-u\left(\frac{1}{3} u^{2}-1\right)+\frac{1}{9} u^{3}-u \)
\( =\left(\frac{1}{3} u^{2}-1\right) x-\frac{1}{3} u^{3}+u+\frac{1}{9} u^{3}-u=\left(\frac{1}{3} u^{2}-1\right) x-\frac{3}{9} u^{3}+\frac{1}{9} u^{3}=\left(\frac{1}{3} u^{2}-1\right) x-\frac{2}{9} u^{3} \)


Kann mir jemand den Lösungsweg, bzw. die einzelnen Schritte erklären? Durch die pure Lösung konnte ich mir leider nicht logisch erklären, wie ich das selbst rechnen kann.

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Die allgemeine Geradengleichung ist: y = mx + b

Steigung der Tangente ist gleich Steigung der Kurve im Punkt P. Daraus folgt: m = f '(u)

Berührpunkt P (u / f(u) ) ist Punkt der Tangente. Also kann man den Punkt in die Geradengleichung einsetzen, zusammen mit der Steigung der Geraden und nach b umstellen

f(u) = f '(u) * u + b

b = f(u) - f '(u) * u

Jetzt hat man alle Elemente der Tangente und setzt in die Geradengleichung ein

t(x) = f '(u) * x + f(u) -f '(u) * u

noch ausgeklammert:

t(x) = f '(u) * (x - u) + f(u)

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