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Aufgabe:

Gleichung: fk(x)=x^3-3*(k^2)*x   k>0

1.)Ermitteln Sie rechnerisch in Abhängigkeit von k>0 die lokalen Extrempunkte des Graphen von fk und die Art der Extrempunkte (falls vorhanden)

2.)Bestimmen Sie rechnerisch den Inhalt A der Fläche die für x<0 vom Graphen von f1 und der x-Achse eingeschlossen wird. {Zur Kontrolle: A=2,25FE)


Information:

Für jede Rolle Zahl a ist durch ga:y=a*x eine Gerade ga durch den Ursprung des Koordinatensystems gegeben. Für a>-3 schneidet die zugehörige Gerade ga den Graphen von f1 an den drei Stellen x=-Wurzel a+3, x=0 und x=+Wurzel a+3


3.)Für a>-3 wird zwischen der Geraden ga (unterer Rand) und dem Graphen von f1(oberer Rand) im Bereich x<0 eine Fläche F eingeschlossen.

Weisen Sie nach, dass für den Inhalt Ia dieser Fläche F gilt:

Ia= -(1/4*(-Wurzel a+3)^4 -(3+a/2)*(-Wurzel a+3)^2)

(Hinweis: Die oben angegebene Schnittstelle dürfen ohne Nachweis verwendet werden.)

4.)Es gibt genau einen Wert a>-3, für den die zugehörige Gerade ga die Fläche halbiert, die für x<0 vom Graphen von f1 und der x-Achse eingeschlossen wird.

Bestimmen Sie diesen Wert auf zwei Nachkommastellen genau.



Problem/Ansatz:

zu Aufgabe 1.)

Als erstes habe ich die zwei Ableitungen gebildet von der Ausgangsfunktion.

Danach habe ich versucht die Extremstellen zu ermitteln, doch ich komme nicht weiter...


zu Aufgaben 2.)-4.)

Die anderen Aufgaben sehen für mich auch nicht besser aus.

Vielleicht kann mir jemand detailliert mit Rechenweg sagen wie ich die Aufgaben löse.

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zu Aufgabe 1.)

f ' (x) = 3x^2 - 3k^2 = 0

            <=>   x^2 - k^2 = 0

           <=>  (x-k)(x+k)=0

                         x=k  oder x=-k

f ' ' (x)  = 6x  ==>  f ' ' (k) = 6k > 0 (wegen k>0) ,

                        also Minimum bei x=k

entsprechend Max bei x=-k

Extrempunkte also  H( -k ; 2k^3) und T(k;-2k^3).

Avatar von 289 k 🚀

Ich habe es nachgerechnet und es ist jetzt logisch für mich.

Außer: Extrempunkte also  H( -k ; 2k3) und T(k;-2k3).

-->Müsste das nicht so sein: H( -k ; -4k3) und T(k;+2k3).

-->Müsste das nicht so sein: H( -k ; -4k3) und T(k;-2k3).

Du kannst doch -k und k in die Funktion einsetzen oder nicht

fk(-k) = 2·k^3 → HP(-k | 2·k^3)
fk(k) = -2·k^3 → TP(k | -2·k^3)

Ja verstanden.

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1. 3x^2- 3k^2 =0

x^2 = k^2

x= +- k

Einsetzen in 2.Ableitung = 6x

6*k >0 → Minimum

6*(-k) <0  → Maximum

Avatar von 81 k 🚀

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