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Aufgabe:

Gegeben ist die reelle Funktion \( \mathrm{f} \) mit der Gleichung

\( f(x)=-\frac{1}{3} x^{3}+3 x \quad \text { und } D_{f}=R \)

Der Graph der Funktion f im kartesischen Koordinatensystem heißt \( \mathrm{G}_{\mathrm{f}} \).

2.1 Geben Sie die Gleichung der Funktion \( \mathrm{f} \) als Produkt aus Linearfaktoren an.

2.2 Weisen Sie rechnerisch nach, dass der Graph \( \mathrm{G}_{\mathrm{f}} \) punktsymmetrisch zum Koordinatenursprung verläuft.

2.3 Ermitteln Sie die Gleichung der Tangente \( \mathrm{t} \) an der Stelle \( \mathrm{x}=-1 \) und geben Sie den Steigungswinkel \( \alpha \) an.

2.4.0 Gegeben sei weiterhin eine quadratische Funktion \( \mathrm{p} \) mit der Gleichung

\( \mathrm{p}(\mathrm{x})=-\frac{8}{3} \mathrm{x}^{2}+\frac{25}{3} \mathrm{x} \text { und } \mathrm{D}_{\mathrm{p}}=\mathbf{R} \)

Der Graph der Funktion p im kartesischen Koordinatensystem heißt \( \mathrm{G}_{\mathrm{p}} \)

2.4.1 Begründen Sie, dass sich die Graphen \( G_{f} \) und \( G_{p} \) an der Stelle \( x=4 \) berühren.

2.4.2 Die Normale \( \mathrm{n} \) im Wendepunkt des Graphen \( \mathrm{G}_{\mathrm{f}} \) schneidet den Graphen \( \mathrm{G}_{p} \) im Koordinatenursprung und in einem weiteren Punkt \( \mathrm{S} . \) Geben Sie die Gleichung der Normalen \( \mathrm{n} \) und die Koordinaten des Schnittpunktes S an.

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2.1. f(x) = - 1/3·x^3 + 3·x = 1/3·x·(x + 3)·(3 - x)

2.2. f(-x) = - 1/3·(-x)^3 + 3·(-x) = 1/3·x^3 - 3·x = - (- 1/3·x^3 + 3·x) = - f(x)

2.3. t(x) = f'(-1)·(x - (-1)) + f(-1) = 2·(x + 1) - 8/3 = 2·x - 2/3

2.4.1 f(x) = p(x)

- 1/3·x^3 + 3·= - 8/3·x^2 + 25/3·x

1/3·x^3 - 8/3·x^2 + 16/3·x = 0

x^3 - 8·x^2 + 16·x = 0

x·(x - 4)^2 = 0

4 ist eine doppelte Nullstelle und damit eine Berührstelle

2.4.2.

f''(x) = 0 --> x = 0

n(x) = - 1/f'(0)·(x - 0) + f(0) = - 1/3·x

n(x) = p(x)

- 1/3·x = - 8/3·x^2 + 25/3·x --> x = 3.25 ∨ x = 0

Y-Koordinate kannst du sicher selber bestimmen.

Avatar von 487 k 🚀
Wie bist du darauf gekommen kannst du mir noch Bitte den Rechenweg veraten!? Danke =)

Welches Resultat kannst du denn nicht nachvollziehen?

f(x) = - 1/3·x3 + 3·x 

=1/3( - x^3 + 9x)

=1/3 * x *(-x^2 + 9)

=-1/3*x*(9-x^2)

= 1/3·x·(x + 3)·(3 - x)

Zur Aufgabe 2.4.2:

f''(x) = 0 → x = 0

Kannst du die zweite Ableitung = 0 setzen und x ausrechnen?

n(x) = - 1/f'(0)·(x - 0) + f(0) = - 1/3·x

Kannst du f'(0) und f(0) ausrechnen und einfach einsetzen?

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