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Kurvendiskussion Umkehraufgabe Übung 1

Aufgabe: Kurvendiskussion Umkehraufgabe Übung 1


Ermittle die Funktion 3. Grades mit der Nullstelle N (3/0), dem Wendepunkt W (1/y) und der dazu gehörigen Wendetangente y = – 3x + 7

 

 

Lösung: Kurvendiskussion Umkehraufgabe Übung 1


1. Schritt: Wir ermitteln die Gleichung für f (x) und leiten sie ab
 
y = ax³ + bx² + cx + d
 
y´ = 3ax² + 2bx + c
 
y´´ = 6ax + 2b
 
 
2. Schritt: Wir ermitteln den Wendepunkt:

 
k = – 3  
 
f (x) = k*x + d
 
f (1) = – 3 * 1 + 7
 
f (1) = 4
 
⇒  Wendepunkt W (1/4)
 
 
3. Schritt: Wir stellen die Gleichungen auf
 
Nullstelle: f (3) = 0  ⇒   I.  0 = 27a + 9b + 3c + d
 
Wendepunkt: f (1) = 4  ⇒   II.    4  = a + b + c + d
 
Wendepunkt Steigung: f´(1) = – 3 ⇒   III. – 3   = 3a + 2b + c
 
Wendepunkt: f´´(1) = 0    ⇒   IV.   0 = 6a + 2b
 
 
4. Schritt: Wir berechnen a
 
I – II:   0 = 27a + 9b + 3c + d
  
          4  = a + b + c + d
 
        – 4 = 26a + 8b + 2c  / : 2
 
 
          – 2 = 13a + 4b + c
 
– III.    + 3 = – 3a – 2b – c
 
          + 1 = 10a + 2b
 
– IV.       0 = – 6a – 2b
 
           1 = 4a  / : 4  
 
            a = 1/4
 
 
5. Schritt: Wir berechnen b

 
Wir setzen in die IV. Gleichung a = 1/4 ein
 
0 = 6 * 1/4 + 2
 
0 = 3/2 + 2b  / – 3/2
 
– 3/2 = 2b  / : 2
 
b = – 3/4

 
 
6. Schritt: Wir berechnen c
 
Wir setzen in die III. Gleichung die Werte für a und b ein:
 
– 3  = 3a + 2b + c
 
– 3 = 3 * 1/4 + 2 * (- 3/4) + c
 
– 3 = 3/4 – 6/4 + c
 
– 3 =  – 3/4 + c  / + 3/4
 
c = – 9/4
 
 
7. Schritt: Wir berechnen d
 
Wir setzen in die II. Gleichung die Werte für a, b und c ein:
 
4  = a + b + c + d
 
4 = 1/4 – 3/4 – 9/4 + d
 
4 = – 11/4 + d  / + 11/4
 
d = 27/4
 
 
8. Schritt: Wir stellen die Funktion auf:
 
f(x) = 1/4x³ – 3/4x² – 9/4x + 27/4
 
f(x) = 1/4 * (x³ – 3x² – 9x + 27)