Ich befürchte, Dein Gedanke ist das, was der Aufgabenautor hören möchte. Mit der Idee, dass die Gesamtkosten ja nicht sinken könnten, wenn mehr produziert wird. Dies aufgrund der Überlegung, dass wenn man weniger produziert es nicht teurer sein kann, weil man in so einem exotischen Fall einfach die Faktoren für die hohe Produktionsmenge einkaufen und beiseite legen könne.
Ökonomen haben allerdings Publikationen mit dem Thema "negative marginal cost" (wo, wann, warum) verfasst. In solchen Fällen würde die Gesamtkostenfunktion etwa so aussehen wie mit f2 dargestellt.
Aber Du schreibst es ist ein Mathebuch, und hier ist die Mathelounge, also würde ich an Deiner Stelle antworten im Sinne von "f1 und f3 ja, aber f2 nicht wenn man unterstellt, dass es keine negativen Grenzkosten geben kann."