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Aufgabe:

Meine Frage:
Welche Beziehung muss zwischen b und c bestehen, damit die ganzrationale Funktion 3. Grades:

f(x)= x³+bx²+cx+d

a)genau einen Hoch- und einen Tiefpunkt besitzt.
b)ganeu einen Sattelpunkt besitzt.
c)weder einen Hoch- und einen Tiefpunkt, noch einen Sattelpunkt besitzt.

Dankeschön


Problem/Ansatz:

… kann man vielleicht mit der notwendigen Bedingung
( f´(x)=0) b oder c ausrechnen , damit man sieht, in welcher Weise b von c abhängig ist?

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Hallo,

… kann man vielleicht mit der notwendigen Bedingung
( f´(x)=0) b oder c ausrechnen , damit man sieht, in welcher Weise b von c abhängig ist?

sehr guter Gedanke! Machen wir's einfach mal: $$f'(x) = 3x^2 + 2bx + c = 0 \\ \implies x_{1,2} = \frac{-2b \pm \sqrt{4b^2 - 4 \cdot 3 \cdot c}}{2 \cdot 3}$$Wann gibt es hier nun Lösungen? Unter der Wurzel muss was positives stehen - also gilt$$\begin{aligned} 4b^2 - 12 c &\gt 0 \\ b^2 &\gt 3c\end{aligned}$$Damit es einen Hoch- und einen Tiefpunkt gibt, so darf unter der Wurzel auch keine 0 stehen, denn dann fallen die beiden Punkte zum Sattelpunkt zusammen.

Damit wäre auch b) gelich beantwortet. Ein Sattelpunkt liegt vor, wenn $$b^2 = 3c$$

und keinen Hoch-, Tief- ode Sattelpunkt gibt es wenn$$b^2 \lt 3c$$Beispiel:

~plot~ x^3+3x^2+2x;x^3+3x^2+3x;x^3+3x^2+4x ~plot~


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