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Die Kurvendiskussion hab ich schon gemacht (das meint er mit Punkte 1.- 103) \( f(x)=\frac{1}{6}(x+1)^{2}(x-2) \quad \) aus Lehrbuch "Lambacher/Schweizer-Analysis GK" \( 119 / 6 a \)

Hinweis: der Funktionsausdruck ist für die durchzuführenden Untersuchungen (außer Nullstellen-
bestimmung) auszumultiplizieren.

Es ergibt sich: \( f(x)=\frac{1}{6} x^{3}-\frac{1}{2} x-\frac{1}{3} \) (Nachrechnen!)

a) Berechnen Sie die Gleichung der Wendetangente und der Wendenormale. ( \( \rightarrow \) in graph. Darstellung einzeichnen)

b) Berechnen Sie die Gleichung der Tangente an die Kurve im Kurvenpunkt \( \mathrm{P}(3 ; f(3)) ! \) Berechnen Sie, in welchem Punkt diese Tangente die x-Achse schneidet.

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f ( x ) = 1/6 * x^3 - 1/2 * x - 1/3
f ´( x ) = 1/2 * x^2 - 1/2
f ´´( x ) = x
Wendepunkt
f ´´( x ) = x = 0
x = 0
f ( 0 ) = 1/6 * 0^3 - 1/2 * 0 - 1/3
f ( 0 ) = -1 /3
W ( 0  | -1/3 )
Wendetangente
Steigung im Punkt x = 0
f ´( 0 ) = 1 / 2 * 0^2 - 1/2
f ´( 0 ) = -1 / 2
Tangentengleichung im Wendepunkt
y = m * x + b
-1 / 3 = -1 / 2 * 0 + b
b = - 1/3
t ( x ) =  - 1/2 * x - 1 / 3
Wendenormale
Steigung
mn = - 1 / mt
mn = -1 / ( -1/2 )
mn = 2
Normalegleichung im Wendepunkt
y = m * x + b
-1 / 3 = 2 * 0 + b
b = - 1/3
n ( x ) = 2 * x - 1/3

Bild Mathematik

Rot ist die Wendetangente
Grün ist die Wendenormale.

Falls bei b.) noch Hilfe nötig dann wieder melden.

Avatar von 123 k 🚀

Tangentengleichung bestimmen
f ´( 3 ) = 1/2 * 32 - 1/2
f ´( 3 ) = 4
f ( 3 ) = 1/6 * 33 - 1/2 * 3 - 1/3
f ( 3 ) = 27 / 6 - 3 / 2 - 1 / 3
f ( 3 ) = 8 / 3
y = m * x + b
8 / 3 = 4 * 3 + b
- 9.333 = b
t ( x ) = 4 * x - 9.333
Schnittpunkt der Tangente mit der x-Achse
y = 0
0 = 4 * x - 9.333
x = 9.333 / 4



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Wendetangente ist eine Gerade hat also die Gleichung
y= m*x + n
Die Stiegung m ist f ' (x) mit x= x-Koordinate des Wendepunktes.

Und dann setzt du noch die x und y Koordinate des Wendepunktes bei

y= m*x + n ein.

Dann hast du nur n als Variable und rechnest das aus.

Für die Normale geht es genauso, nur dass die Steigung dann m = -1 / f ' (x) ist.

Avatar von 289 k 🚀
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Hallo Thomas,

zu a)

Die Wendetangente ist eine Gerade, die genau durch den Wendepunkt geht aber sonst durch keinen anderen Punkt der Kurve. Da du schon die Kurvendiskussion erledigt hast, solltest du einen Wendepunkt an der Stelle

$$ W(0,-\frac { 1 }{ 3 }) $$

haben.

Jetzt suchst du eben die oben angesprochene Gerade. Du weißt, dass die Grundgleichung einer Geraden lautet:

$$ y=mx+b $$

Die Steigung m ergibt sich eben aus der dafür zuständigen Ableitung, nämlich der ersten. Diese ist

$$ f'(x)=\frac { 1 }{ 2 }x^2-\frac { 1 }{ 2 }=m_{f(x)} $$

Setzt du nun die x-Komponente deines Wendepunkts, nämlich x=0 in diese Gleichung ein, so erhältst du die Steigung der Kurve an der Stelle x=0, die auch die Steigung der Geraden ist, die dadurch verläuft:

$$ f'(0)=-\frac { 1 }{ 2 } =m$$

Da die x-Komponente deines Wendepunkts x=0 ist, wird seine y-Komponente direkt auf der y-Achse sein. Damit hast du auch schon b, deinen y-Achsenschnitt mit

$$ y(0)=f(0)=\frac { 1}{6 }(0)^3-\frac { x }{ 2 }(0)-\frac { 1}{ 3}=-\frac { 1 }{ 3 } $$

Damit lautet die Geradengleichung der Wendetangente

$$ y=-\frac { 1}{ 2 }x-\frac { 1 }{ 3 } $$

Die Normale dazu ist sehr einfach zu berechnen. Du brauchst lediglich nur die Wendetangentensteigung zu bilden und das Vorzeichen zu ändern. Im allgemeinen gilt für die Steigungen von Tangenten und deren Normalen:

$$ m_{norm}=-\frac { 1 }{ m_{tan}} $$

Somit ist die Normalengleichung:

$$ y=2x-\frac { 1 }{ 3 } $$

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