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Hallo

Ich stoße gerade wiedermal auf ein Problem unzwar bei diesem Graphen hier.

Wie komme ich auf anständige Werte?Bild Mathematik

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EDIT: Du weisst anhand der (abgschnittenen Zeile) , dass der Grad 3 ist.

Vielleicht weisst du anhand der Fragestellung auch bereits, dass es der Graph einer (verschobenen) Potenzfunktion ist.

Solche Angaben sind wichtig und können den Rechenweg erheblich verkürzen. Gib sie unbedingt an, wenn du kürzere Rechenwege kennenlernen möchtest.

2 Antworten

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Du weisst anhand des Graphen, dass gilt

Nullstelle

\( f(3) = 0 \)

Wendepunkt

\( f(1) = -2 \)

 \( f'(1) = 0 \)

 \( f''(1) = 0 \)

Anhand der Form des Graphen kann man sehen, dass es sich wahrscheinlich um ein Polynom dritten Grades handelt:

\( f(x) = ax^3 + bx^2 + cx + d \)

\( f'(x) = 3ax^2 + 2bx + c \)

\( f''(x) = 6ax + 2b \)

Mit den gegebenen Werten erhaelt man daraus:

\( f(3) = 0 = 27a + 9b + 3c + d \)

\( f(1) = -2 = a + b + c + d \)

\(f'(1)=0 = 3a + 2b + c \)

\( f''(1) = 0 = 6a + 2b \)

Nach Loesen des Gleichungssystems ergibt sich:

\( f(x) = 0,25 x^3 - 0,75 x^2 + 0,75 x - 2,25 \)

Das ist gleich der Lösung von Der_Mathecoach. Ich denke er hat sich Gedanken ueber die Wertigkeit des Sattelpunktes gemacht (aehnlich dem Scheitelpunkt bei einer Parabel) und ist daher auf die \( (x-1)^3 \) gekommen. Ebenso ergibt das die \( -2 \) am Ende. Dann noch den Faktor vorne anpassen, damit auch \( f(3) = 0 \) stimmt. Ich weiss nicht, wie man das verallgemeinern kann. Diese Methode, wenn er sie denn so angewendet hat, muss man meiner Meinung nach einfach im Gefuehl haben, bzw. ergibt sich aus Erfahrung.
Sie ist auf jeden Fall eleganter!
Gruss
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Dankeschön für diese Ausführliche Lösung, aber wieso nimmt man hier die erste Ableitung?  Es gobt doch kein Extrema?

@Snoop:

Mit ein wenig Erfahrung kann man auch erkennen, dass es sich um eine Verschiebung der Funktion\( f (x) = ax^3 \) handeln kann. Um 1 nach rechtw und 2 nach unten. Mit der Nummstelle kommt man dann wie du schon angemerkt hast auf den Faktor a.

Die erste Ableitung gibt die Steigung an. Und man sieht an

dem Graphen, dass in diesem Fall im Wendepunkt die Steigung 0

ist.

@Yakuy

Genau darauf beziehe ich mich ja mit (x-1)^3 und der -2. Wenn es kein Sattelpunkt wäre könnte es sich nicht um eine Verschiebung von ax^3 handeln... Insgesamt ähnlich der Scheitelpunktform einer Parabel ( a(x-d)^2+e ), wobei es bei Parabeln immer geht. Bei Polynomen dritten Grades eben nur wenn es noch den Sattelpunkt gibt.

Ich denke, dass eine solche Lösung einiges an Vorwissen bzw. ein anderes Verständnis von oder Gefühl für Polynome/Graphen Voraussetzt. Man muss wissen, wann man einen Sonderfall vorliegen hat und eine der Abkürzungen gehen kann (z.B. über die Nullstellen) und wann man den "langen" Weg gehen muss. Diese Methoden funktionieren leider "im Allgemeinen" nicht und mir ist wichtig, dass der Unterschied auch klar ist.

Gruss

@gast

An Stelle von Wendepunkt und den 3 Angaben hätte dort Sattelpunkt (ein spezieller Wendepunkt wo auch f'= 0 gilt) stehen sollen.

Die Erklärung von mathef wäre auch ok, wenn ich den Punkt getrennt aufgeführt hätte :-).

Das war einfach unsauber.

Gruss

Das mit dem Verständnis trifft es schon ganz gut snoop. Hab die Aufgabe zum Spaß mal einem Nachhilfeschüler gegeben der noch keine Differentialrechnung gelernt hat, er hat es auf gleiche Weise gelöst da diese ganze Verschiebungsgeschichte inzwischen fester Bestandteil des Schulstoffes ist.

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Das sollte so aussehen:

f(x) = 2/2^3·(x - 1)^3 - 2

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