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Aufgabe:

a) Berechne die Tangentensteigung der Funktion f(X)=2x³+2 im Punkt P(x₀|f(x₀)) des Graphen von f.

b) In welchem Punkt/welchen Punkten hat die Tangente an den Graphen die Steigung mt=6


Problem/Ansatz:

a) Ich habe es so probiert. m=((2x+h)^3+2)-2x^3+2/h.... ist aber falsch, komme nicht auf die richtige Lösung... kann mir da jemand weiterhelfen

b) dies checke ich gar nicht, nur mit der Steigung die Punkte zu finden...

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Aloha :)

zu a) Zum Punkt \(P(x_0|f(x_0)\) nehmen wir einen zweiten Punkt \(Q(x_0+h|f(x_0+h)\) hinzu und bestimmen zunächst die Sekanten-Steigung zwischen diesen beiden Punkten.$$m(h)=\frac{y_Q-y_P}{x_Q-x_P}=\frac{f(x_0+h)-f(x_0)}{(x_0+h)-x_0}=\frac{\overbrace{(2(x_0+h)^3+2)}^{=f(x_0+h)}-\overbrace{(2x_0^3+2)}^{=f(x_0)}}{h}$$$$\phantom{m(h)}=\frac{2(x_0+h)^3-2x_0^3}{h}=\frac{2(x_0^3+3x_0^2h+3x_0h^2+h^3)-2x_0^3}{h}$$$$\phantom{m(h)}=\frac{2x_0^3+6x_0^2h+6x_0h^2+2h^3-2x_0^3}{h}=\frac{6x_0^2h+6x_0h^2+2h^3}{h}$$$$\phantom{m(h)}=6x_0^2+6x_0h+2h^2$$

Nun lassen wir den Punkt \(Q\) auf den Punkt \(P\) zulaufen, indem wir den Grenzwert \(h\to0\) bilden. Damit erhalten wir die Steigung \(m_t\) der Tangenten im Punkt \(P(x_0|f(x_0))\):$$m_t=\lim\limits_{h\to0}m(h)=\lim\limits_{h\to0}\left(6x_0^2+6x_0h+2h^2\right)=6x_0^2$$

zu b) Wir erkennen sofort, dass \(m_t=6\) für \(x_0=\pm1\) gilt. Es gibt also 2 Punkt mit der Steigung \(6\):$$S_1(-1|0)\quad;\quad S_2(1|4)$$

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f ( X ) = 2 x^3 + 2
Ein zweiter Punkt
f ( x + h ) = 2 (x+ h ) ^3 + 2
Steigung delta y / delta x

m = [ f ( x + h ) - f ( x ) ] / h
[ 2 (x+ h ) ^3 + 2 - ( 2 x^3 + 2 ) ] / h
ausmultiplizieren
[2*h^3 + 6*h^2 * x + 6*h*x^2 + 2*x^3 + 2 - 2x^3 - 2 ] / h
Kürzen
[ 2*h^3 + 6* h x + 6*h*x^2 ] / h
ausklammern
h * [ 2*h^2 + 6*h * x + 6 * x^2 ] / h
h kürzen
2*h^2 + 6*h*  x + 6 * x^2
lim h -> 0
alles wo ein h vorkommt entfällt
f ´( x ) =  6 * x^2
a.)
f´( x0 ) =
b.)
f ´( x ) = 6
f ´( x ) =  6 * x^2 = 6
x^2 = 1
x = +1
und
x = -1
f ( 1 ) und f (-1 ) berechnen
f ( -1 ) = 2 *(- 1) ^3 + 2 = 0
( -1| 0 )
f ( 1 ) = 2 *(1) ^3 + 2 = 4
( 1| 4 )

Frag nach bis alles klar ist.


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