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)= -3 x · e 2x mit ihrer Ableitungsfunktion f '(x)= -3 · 1 · e 2x -3 x · e 2x · 2 .

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)= -3 · 1 · e 2x -3 x · e 2x · 2
= -3 e 2x -6 x · e 2x

Jetzt müssen wir den Exponentialterm ausklammern

= e 2x · ( -3 -6x )
= e 2x ( -6x -3 )

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

e 2x ( -6x -3 ) = 0
( -6x -3 ) · e 2x = 0

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

1. Fall:

-6x -3 = 0 | +3
-6x = 3 |:(-6 )
x1 = - 1 2 = -0.5

2. Fall:

e 2x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Als Lösungsmenge ergibt sich somit:

L={ - 1 2 }

Nur f '(x)=0 lösen (e-Fktn)

Beispiel:

Gegeben ist eine Funktion f mit f(x)= 2 ( x -3 ) · e -0,2x -8 mit ihrer Ableitungsfunktion f '(x)= 2 · ( 1 +0 ) · e -0,2x +2 ( x -3 ) · 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 -3 ) · e -0,2x · ( -0,2 )+0
= 2 e -0,2x -0,4 ( x -3 ) · e -0,2x

Jetzt müssen wir den Exponentialterm ausklammern

= e -0,2x · ( 2 -0,4( x -3 ) )
= e -0,2x ( 2 -0,4x +1,2 )
= e -0,2x ( -0,4x +3,2 )

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

e -0,2x ( -0,4x +3,2 ) = 0
( -0,4x +3,2 ) · e -0,2x = 0

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

1. Fall:

-0,4x +3,2 = 0 | -3,2
-0,4x = -3,2 |:(-0,4 )
x1 = 8

2. Fall:

e -0,2x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Als Lösungsmenge ergibt sich somit:

L={ 8 }