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Aufgabe:

Untersuchen Sie, in welchen Punkten die folgende Funktion differenzierbar ist, und berechnen Sie die Ableitung


\( f(x)=\frac{(1+x)^{2}}{1+x^{3}} \)


Problem/Ansatz:

Reicht da nicht einfach zu sagen f(x) differenzierbar auf ℝ / {-1}, oder muss ich es irgendwie noch beweisen.

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Das musst du wahrscheilich nicht beweisen, aber du solltest eine Differenzierbarkeits-Untersuchung durchführen, falls für x=-1 ein Funktionswert vorgegeben ist.

Wir haben hier leider eine ungenau gestellte Aufgabe vorliegen- wenn Du die vollständig weitergegeben Hast!

Denn es ist kein Definitionsbereich angegeben. Zunächst muss x=-1 ausgeschlossen werden, dann steht auch dort Differenzierbarkeit nicht zur Diskussion.

Oder soll man Zunächst auf Fortsetzbarkeit prüfen?

1 Antwort

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Aloha :)

Wenn es dir gelingt, die Funktion mit den bekannten Mitteln der Differentialrechnung zu differenzieren, dann ist sie differenziebar (du hast es ja dann gemacht). Wir leiten daher die Funktion ab und prüfen, ob die Ableitung eventuell an einigen Stellen \(x\in\mathbb R\) nicht definiert ist. An diesen Stellen müssen wir die Funktion gesondert auf Differenzierbarkeit untersuchen.

An der Stelle \(x=-1\) ist die Funktion nicht definiert, also erst recht nicht differenzierbar.

Für alle anderen \(x\ne-1\) führt uns die Quotientenregel auf:$$f'(x)=\left(\frac{(1+x)^2}{1+x^3}\right)'=\left(\frac{(1+x)^2}{1\red{-x+x}\green{-x^2+x^2}+x^3}\right)'$$$$\phantom{f'(x)}=\left(\frac{(1+x)^2}{(1\red{-x}\green{+x^2})+(\red{x}\green{-x^2}+x^3)}\right)'=\left(\frac{(1+x)^2}{(1-x+x^2)\cdot(1+x)}\right)'$$$$\phantom{f'(x)}=\left(\frac{\red{1+x}}{\green{1-x+x^2}}\right)'=\frac{\red1\cdot(\green{1-x+x^2})-(\red{1+x})\cdot(\green{2x-1})}{(\green{1-x+x^2})^2}$$$$\phantom{f'(x)}=\frac{(1-x+x^2)-(x+2x^2-1)}{(1-x+x^2)^2}=-\frac{x^2+2x-2}{(x^2-x+1)^2}$$

Der Nenner ist über ganz \(\mathbb R\) positiv:$$x^2-x+1=x^2-x+\frac14+\frac34=\left(x-\frac12\right)^2+\frac34\ge\frac34$$Daher ist die Funktion für alle \(x\in\mathbb R^{\ne-1}\) aus ihrem Definitionsbereich differenzierbar.

Avatar von 152 k 🚀

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