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Aufgabe: Bestimmen einer ganzrationalen Funktion dritten Grades,deren Graph den Tiefpunkt T(1/0) und den Hochpunkt H(3/4) hat.

Der Koordinatenursprung ist Wendepunkt,der Punkt H(3/2) ist Hochpunkt.


Problem/Ansatz: Ich weiss nicht wie man es löst. Bitte um Hilfe.

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Hallo Milaine,

Willkommen in der Mathelounge!

Der Wendepunkt einer kubischen Funktion bzw, ganzrationalen Funktion dritten Grades liegt genau in der Mitte zwischen Hoch- und Tiefpunkt (falls sie existieren). Heißt hier: \(W=(2|\,2)\).

Da die kubische Funktion bezogen auf ihren Wendepunkt symmetrisch ist, lässt sich das Polynom wie folgt schreiben:$$f(x)= a(x-x_w)^3 + c(x-x_w) + f_w$$mit \(W(x_w|\,f_w) = (2|\,2)\) heißt das für die Funktion und ihre Ableitung$$f(x)= a(x-2)^3 + c(x-2) + 2\\f'(x)= 3a(x-2)^2+c$$Wegen des Tiefpunkts \(T(1|\,0)\) gilt$$f(1)= a(1-2)^3 +c(1-2)+2 = 0 \\f'(1)= 3a(1-2)^2 + c = 0$$Das sind zwei Gleichungen mit den Unbekannte \(a\) und \(c\), also$$-a-c=-2 \\ 3a+c=0$$Addition beider Gleichungen gibt $$2a=-2 \implies a = -1\\ 3(-1)+c=0 \implies c=3$$Also lautet die Funktion$$f(x) = -(x-2)^3 +3(x-2)+2 \\ \phantom{f(x)}= -x^{3}+6x^{2}-9x+4$$

https://www.desmos.com/calculator/cjory4w8yu


Der Koordinatenursprung ist Wendepunkt,der Punkt H(3/2) ist Hochpunkt.

und das ist eine andere Aufgabe - oder? Der Tiefpunkt liegt wegen der Punktsymmetrie bei \(T(-3|\,-2)\) und die Funktion lautet $$f(x)= -\frac{1}{27}x^{3}+x$$und die Rechnung geht genau wie oben, nur mit andere Zahlen.
Falls Du noch Fragen hast, so melde Dich bitte.

Gruß Werner

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Hi Werner,

Super,vielen Dank für die ausführliche und übersichtliche Antwort!

Die 2.Aufgabe ist die nächste mit dem Wendepunkt.

Die 2.Aufgabe ist die nächste mit dem Wendepunkt.

... das geht genauso (hatte ich schon geschrieben)

Vielen Dank, Werner!

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"Bestimmen einer ganzrationalen Funktion dritten Grades, deren Graph den Tiefpunkt T(1|0) und den Hochpunkt H(3|4) hat."

Lösung über die Nullstellenform der kubischen Parabel:

\(f(x)=a*[(x-1)^2*(x-N)]\)

\(f(3)=a*(3-1)^2*(3-N)=4a*(3-N)=4→a=\frac{1}{3-N}\)

\(f(x)=\frac{1}{3-N}*[(x-1)^2*(x-N)]\)

Hochpunkteigenschaft→ waagrechte Tangente:

\(f´(x)=\frac{1}{3-N}*[2*(x-1)*(x-N)+(x-1)^2*1]\)

\(f´(3)=\frac{1}{3-N}*[2*(3-1)*(3-N)+(3-1)^2]\)

\(f´(3)=\frac{1}{3-N}*[4*(3-N)+4]\)

\(f´(3)=0\)

\(4*(3-N)+4=0→N=4\)

\(a=\frac{1}{3-4}=-1\)

\(f(x)=-(x-1)^2*(x-4)\)

Unbenannt.PNG


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