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Kurvendiskussion Umkehraufgabe Übung 3

Aufgabe: Kurvendiskussion Umkehraufgabe Übung 3


Ermittle die Funktion 4. Grades, deren Graph symmetrisch zur y-Achse liegt und der einen Extremwert E bei (2/0) und einen Punkt P (0/4) aufweist.

 

Lösung: Kurvendiskussion Umkehraufgabe Übung 3


1. Schritt: Wir ermitteln die Gleichung für f (x) und leiten sie ab
 
Vorbemerkung: Graphen, die symmetrisch zur y-Achse liegen, haben keine ungeraden Exponenten bei x.
 
y = ax4 + bx² + c
 
y´ = 4ax³ + 2bx
 
y´´ =12ax² + 2b

 
 
2. Schritt: Wir stellen die Gleichungen auf
 
Punkt P : f (0) = 0   ⇒   I.  4 = c
 
Extremstelle: f (2) = 0 ⇒   II. 0 = 16a + 4b + c
 
Extrempunkt: f´ (2) = 0  ⇒   III. 0 = 32a + 4b  
 
 
3. Schritt: Wir berechnen a
 
Wir ersetzen c mit 4:
 
I.     0 = 16a + 4b + 4     / – 4
 
II.    0 = 32a + 4b  
 
 
I.     – 4 = 16a + 4b      / * (-1)
 
II.    0 = 32a + 4b  

 
 
I.     4 = – 16a – 4b   
 
II.    0 = + 32a + 4b

              
4b = – 16a   / : 16
a = – 1/4
 
 
4. Schritt: Wir berechnen b
 

Wir ersetzen a mit – 1/4
 
II.    0 = 32 * 1/4  + 4b  
   
       0 = 8 + 4b    / – 8
 
      – 8 = 4b   / : 4
 
        b = – 2

 
 
5. Schritt: Wir stellen die Funktion auf:
 
f(x) = ax4 + bx² + c
 
f(x) = 1/4x³ – 2x² + 4