Aufgabenbeispiele von Algebra-Support

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Nur f '(x)=0 lösen (e-Fktn, BF)

Beispiel:

Gegeben ist eine Funktion f mit f(x)= x · e 1 4 x mit ihrer Ableitungsfunktion f '(x)= 1 · e 1 4 x + x · e 1 4 x · 1 4 .

Gib alle x-Werte an, an denen der Graph von f eine waagrechte Tangente hat.

Lösung einblenden

Die x-Werte, an denen der Graph von f eine waagrechte Tangente hat, sind ja einfach die Nullstellen der 1. Ableitungsfunktion.

Um f '(x)=0 lösen zu können, vereinfachen wir erst mal die Ableitungsfunktion f '

f '(x)= 1 · e 1 4 x + x · e 1 4 x · 1 4
= e 1 4 x + 1 4 x · e 1 4 x

Jetzt müssen wir den Exponentialterm ausklammern

= e 1 4 x · ( 1 + 1 4 x )
= e 1 4 x ( 1 4 x +1 )

Jetzt können f '(x)=0 mit Hilfe des Satzes vom Nullprodukt lösen:

e 1 4 x ( 1 4 x +1 ) = 0
( 1 4 x +1 ) · e 1 4 x = 0

Ein Produkt ist genau dann =0, wenn mindestens einer der beiden Faktoren =0 ist.

1. Fall:

1 4 x +1 = 0 |⋅ 4
4( 1 4 x +1 ) = 0
x +4 = 0 | -4
x1 = -4

2. Fall:

e 1 4 x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Als Lösungsmenge ergibt sich somit:

L={ -4 }

Nur f '(x)=0 lösen (e-Fktn)

Beispiel:

Gegeben ist eine Funktion f mit f(x)= 2 ( x +2 ) · e -0,2x +5 mit ihrer Ableitungsfunktion f '(x)= 2 · ( 1 +0 ) · e -0,2x +2 ( x +2 ) · e -0,2x · ( -0,2 )+0 .

Gib alle x-Werte an, an denen der Graph von f eine waagrechte Tangente hat.

Lösung einblenden

Die x-Werte, an denen der Graph von f eine waagrechte Tangente hat, sind ja einfach die Nullstellen der 1. Ableitungsfunktion.

Um f '(x)=0 lösen zu können, vereinfachen wir erst mal die Ableitungsfunktion f '

f '(x)= 2 · ( 1 +0 ) · e -0,2x +2 ( x +2 ) · e -0,2x · ( -0,2 )+0
= 2 e -0,2x -0,4 ( x +2 ) · e -0,2x

Jetzt müssen wir den Exponentialterm ausklammern

= e -0,2x · ( 2 -0,4( x +2 ) )
= e -0,2x ( 2 -0,4x -0,8 )
= e -0,2x ( -0,4x +1,2 )

Jetzt können f '(x)=0 mit Hilfe des Satzes vom Nullprodukt lösen:

e -0,2x ( -0,4x +1,2 ) = 0
( -0,4x +1,2 ) · e -0,2x = 0

Ein Produkt ist genau dann =0, wenn mindestens einer der beiden Faktoren =0 ist.

1. Fall:

-0,4x +1,2 = 0 | -1,2
-0,4x = -1,2 |:(-0,4 )
x1 = 3

2. Fall:

e -0,2x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Als Lösungsmenge ergibt sich somit:

L={ 3 }