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ich komme leider bei der Aufgabe nicht weiter. Würde mich freuen, wenn mir jemand ausführlich erklären könnte, wie man an solchen Aufgaben herangeht.

In der Aufgabe handelt es sich hauptsächlich um Funktionen mit Parametern.

Die Funktionen ƒ(x) = \( \frac{1}{25} \) • (x² - 5) • (x² - 25) und ga(x) = a • (x^4 • 30x² + 125) sind gegeben.

Die Aufgabenstellung lautet wie folgt:

Zeigen Sie: Der Graph von ga hat dieselben Wendepunkte wie der Graph von f.
Für welchen Wert des Parameters a sind die Tangenten in den beiden Wendepunkten des Graphen von ga orthogonal zueinander?

Die erste Aufgabe habe ich mit Hilfe von CAS im Graph-Modus durch Ausprobieren gelöst. Und zwar habe ich für das Parameter a verschiedene Zahlen eingesetzt und kam zu einer Erkenntnis: Wenn man für das Parameter a die Zahl 0,04 in die Funktion einsetzt, so ergibt sich die Funktion f(x). 
Somit kam ich auf den Gedanken, die beiden Funktionen gleichzusetzen f(x) = ga(x), um gemeinsame Schnittstellen mit der x-Achse herauszufinden, da die Nullstellen in diesem Fall die Wendepunkte sind für −\( \sqrt{5} \) und \( \sqrt{5} \).

Ansonsten, wenn man es ein wenig umständlicher haben möchte, müsste man die Ableitungen der beiden Funktionen bilden und mit der 2. und 3.'ten Ableitung die Wendepunkte bestimmen. Ist dieser Lösungsansatz richtig?

Mit der anderen Aufgabe kam ich leider überhaupt nicht zurecht, deshalb würde ich mich für jeden Denkanstoß freuen.

Liebe Grüße

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Hallo

 mit das rumprobieren ist eigentlich keine mathematisch Lösung, aber du hast ja selbst die eigentliche Lösung vorgeschlagen, Wendepunkte der 2 Funktionen suchen und feststellen ob sie für alle a gleich sind. im ersten Teil wird das ja behauptet. wenn für a=0.04 die Funktionen gleich sind gilt das mit den gleichen Wdpkt ja  erst mal nur für dieses a. in deinem g ist wohl ein + vertippt?

Wenn du den Gemeinsamen Wendepunkt hast, musst du an dem f'(xw) und ga'(xw)  berechnen, dann muss f'*ga'=-1 sein, da dann die Steigungen senkrecht aufeinander sind.

also  du hast den richtigen Lösungsansatz, die Ableitungen kann ja auch dein cas, wenn ihr das benutzen dürft.

Gruß lul

Avatar von 108 k 🚀
wenn für a=0.04 die Funktionen gleich sind gilt das mit den gleichen Wdpkt ja  erst mal nur für dieses a

Das habe ich mir auch schon gedacht. Das Problem ist, ich habe mir die Funktion ga im CAS einzeichnen lassen und ich sah nur 4 senkrechte Linien. Sah nicht wie eine gewöhnliche Funktion aus. Wäre es dann möglich, auch ohne ein Parameter, also allgemein die Wendestellen der Funktion ga zu berechnen?

in deinem g ist wohl ein + vertippt?

Wie meinen Sie das genau? Das mit +125 am Ende oder ein positives Ergebnis für \( \sqrt{5} \) ?

Wenn du den Gemeinsamen Wendepunkt hast, musst du an dem f'(xw) und ga'(xw)  berechnen, dann muss f'*ga'=-1 sein

Diesen Ansatz verstehe ich nicht so ganz. Wären Sie mal bitte so nett und würden mir das nochmal erklären? 
Nach ihren Angaben, muss ich in die erste Ableitung von f(x) und ga(x) für das x, die x-Werte der Wendepunkte einsetzen und dann die beiden Ableitungen miteinander multiplizieren? Das klingt sehr seltsam. :D

Hallo

 bei deinem ersten post steht hinter x^4 ein dicker Punkt, ich hoffe das soll ein + sein?

wenn dein das das nicht kann, dann platte mit einem Funktionsplotter, bei dem man den Maßstab in y- Richtung setzen kann, aber das hilft ja nichts.

leite beide Funktionen 2 mal ab, setze die Ableitung 0, wahrscheinlich musst du das "zu Fuß"  aber der Faktor a steht bei allen Ableitungen ja davor, wenn du sie 0 setzt kannst du durch a ungleich 0 dividieren, und weg ist es.

senkrecht stehen= 2 Geraden stehen senkrecht aufeinander, wenn das Produkt Ihrer Steigungen -1 ist . m1=tan(a) a Winkel zur x Achse m2=tan(a+90°) jetzt sieh dir die tan funktion an

am besten zeichne eine Gerade mit m=3/4, dann eine senkrecht dazu. du solltet -4/3 sehen, dann allgemein m=a/b senkrecht dazu -b/a

und die Ableitungen von g und f sind ja die Tangentensteigungen.

Gruß lul

bei deinem ersten post steht hinter x4 ein dicker Punkt, ich hoffe das soll ein + sein?

Oh tut mir leid, mein Fehler. Es muss ein "−" statt "•" sein. Dankeschön. Leider kann ich es nicht mehr korrigieren. 

Danke für die ausführliche Erklärung, ich versuche es zu verarbeiten und zu verstehen. :-) 

Einen schönen Abend noch!

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