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f(x)=8x*e^{-0,25 x^2)

Aufgabe: Nullstellen bestimmen von f(x) und von der ersten Ableitung und untersuche die Funktion mit f(x) auf Monotonie.

habe Satz von Nullprodukt benutzt

f(x) keine Nullstellen

f´(x) NS bei -1,06


Problem/Ansatz:

Ist das richtig?

Wie mache ich das mit der Monotonie?

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Beste Antwort

Aloha :)

$$f(x)=8x\cdot e^{-0,25x^2}$$Die Exponentialfunktion ist immer positiv. Allerdings wird der Faktor \(8x\) für \(x=0\) zu \(0\). Daher hat die Funktion eine Nullstelle bei \(x=0\).

$$f'(x)=8e^{-0,25x^2}+8x\cdot e^{-0,25x^2}(-0,5x)=e^{-0,25x^2}\cdot(8-4x^2)$$Wie bereits gesagt, ist die Exponentialfunktion immer positiv. Allerdings wird der Faktor in Klammern für \(x=\pm\sqrt2\) zu \(0\).

Zur Beantwortung der Frage nach der Monotonie, musst du das Vorzeichen der ersten Ableitung betrachten. Ist \(f'(x)>0\), so ist die Funktion streng monoton wachsend. Ist \(f'(x)<0\), so ist die Funktion streng monoton fallend.

~plot~ e^(-0.25x^2)*(8-4x^2) ; [[-8|8|-4|9]] ~plot~

Da wir oben die Nullstellen der ersten Ableitung bestimmt haben und \(f'(0)=8>0\) ist, ist \(f'(x)\) zwischen den beiden Nullstellen postitiv, also die Funktion \(f(x)\) selbst streng monoton wachsend. Links der ersten und rechts der zweiten Nullstelle ist \(f'(x)<0\) und die Funktion \(f(x)\) selbst streng monoton fallend.

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Vielen Dank für die Antwort. Was muss ich dann für f´(x) einsetzen? 0?

Du weißt, dass bei den Nullstellen \(x=-\sqrt2\) und \(x=+\sqrt2\) die Ableitung ihr Vorzeichen wechselt. Wir müssen nun entscheiden, wo die Ableitung negativ bzw. positiv ist.

Zwischen den beiden Nullstellen liegt z.B. \(x=0\) und es ist \(f'(0)=8>0\). Daher ist die Ableitung zwischen den beiden Nullstellen positiv.

Links von der Nullstelle \(-\sqrt2\) liegt z.B. \(x=-2\) und es ist \(f'(-2)\approx-2,9<0\). Daher ist die Abbildung links von der Nullstelle \(-\sqrt2\) negativ.

Rechts von der Nullstelle \(\sqrt2\) liegt z.B. \(x=2\) und es ist \(f'(2)\approx-2,9<0\). Daher ist die Abbildung auch rechts von der Nullstelle \(\sqrt2\) negativ.

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habe Satz von Nullprodukt benutzt

Richtig

f(x) keine Nullstellen

Falsch

f´(x) NS bei -1,06

Falsch

Wie mache ich das mit der Monotonie?

Wenn die Abeitung eine Nullstelle mit Vorzeichenwechesel hat, dann ist die Funktion nicht monoton. Ansonsten ist sie monoton.

Avatar von 107 k 🚀
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Hallo,

ich komme auf eine Nullstelle bei x = 0

und auf Extremstellen bei \(x=-\sqrt{2}\quad x=\sqrt{2}\)

Zum Monotonieverhalten untersuche den Graph von f'(x) (orange) auf Vorzeichenwechsel.

blob.png Gruß, Silvia

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