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Funktionsscharen (Wendepunkte & Integralrechnung)

Frage: Funktionsscharen (Wendepunkte & Integralrechnung)
(7 Antworten)


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Hallo,

ich habe zwei Mathematikaufgaben, wo ich mir nicht recht sicher bin, ob dass Ergebnis richtig ist.


Nr.1
Gegeben ist die Funktionsschar fa mit fa(x)=x2-ax3+1

a) Zeigen sie, dass die Wendepunkte der Schar alle auf einer Parabel liegen und bestimmen sie die zugehörige Gleichung.

Meine Rechnung+Ergebnis lautet:

Zuerst bilde ich die Ableitungen:

a(x)=2x-3ax2
f´´a(x)=2-6ax
f´´´a(x)=-6a

1.Notwenige Bedingung:
f´´a(x)=0 2-6ax=0 (-2 auf die andere Seite bringen)
-6ax=-2 ( /(-6a)
x=1/3a

2.Hinreichende Bedingung:

f´´´a(1/3a)=-6a (das ist ungleich Null->Wendepunkt liegt vor

3.y-Koordinate bestimmen:

fa(1/3a)=(1/3a)2-a*(1/3a)3+1
=1/9a2-a*(1/27a3)+1
=1/9a2-1/27a4+1

WP(1/3a...1/9a2-1/27a4+1)

x-Wert: 1/3a y-Wert:1/9a2-1/27a4+1)

Jetzt muss ich noch die Ortskurve bestimmen, wo die Wendepunkte (in diesem Fall nur einer) liegen

x=1/3a (durch 1/3 teilen)
3x=a

y=1/9a2-1/27a4+1

y=1/9(3x)2-1/27(3x)4+1

Wenn man das vereinfacht, dann kommt folgendes heraus:

y=x2-3x4+1

Aber ich glaube,dass das nicht richtig sein kann. Es müsste eigentlich ein Funktion mit der gleichung f(x)=ax2+bx+c (Parabel) herauskommen oder wie seht ihr das? Mein fehler liegt wahrscheinlich irgendwo bei der Null-bzw.Wendestelle. Ich bin mir unsicher, ob die richtig ist.

Nr.2
Die Graphen von fa schließen mit der Geraden y=1 für x>0 eine Fläche ein. Bestimmen Sie den Inhalt dieser Fläche in Abhängigkeit von a und bestimmen Sie, für welchen Wert von a diese Fläche 144 Flächeneinheiten groß ist.

Also ich weiß, wie ich bei dieser Aufgabe vorgehen soll:

Man bestimmt zunächst die Nullstellen von der Ausgangsfunktion(fa(x)=x2-ax3+1) und bestimmt dann das Integral mithilfe dieser Stellen. Zum Schluss muss man das Ergebnis, welches man herausbekommt, mit 144 gleichsetzen und nach a umformen.

Mein Problem bei dieser Aufgabe ist es, die Nullstellen von der Ausgangsfunktion zu berechenen. Ich kann bei der Ausgangsfunktion nichts ausklammern (das war im Unterricht noch möglich, weil überall ein x vorhanden war und in diesem Fall eben nicht.

Puuh! Hat ziemlich lange gedauert, dass alles einzutippen. Hab bestimmt an der ein oder anderen Stelle ein paar Recht-und grammatikfehler. Verzeiht mir diese bitte ^^

Danke im voraus :)
Frage von Player-Messi (ehem. Mitglied) | am 12.03.2014 - 21:02


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Antwort von Player-Messi (ehem. Mitglied) | 12.03.2014 - 23:04
Also das mit dem tief-und hochstelle von Zeichen hab ich wirklich übersehen. Ein echt netter Trick. Danke dir.


v_love

Wo habe ich die Klammer den falsche gesetzt und warum muss man a^4 durch a^2 ersetzen? Und bei Aufgabe 2, meinst du dass man die Funktion mit 1 gleichsetzen soll oder was genau soll ich da machen?

Danke dir, dass du noch so spät eine Antwort gegeben hast :D


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Antwort von Player-Messi (ehem. Mitglied) | 12.03.2014 - 21:05
Haha :D Rechtschreibfehler und nicht Rechtfehler ^^


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Antwort von Ratgeber | 12.03.2014 - 22:21
wahrscheinlich ist Dir noch nicht aufgefallen, dass du hoch- und tiefgestellte Zeichen mit den "Markiertasten" unterhalb des Antwortfeldes eingeben kannst. Bearbeite bitte Deine Angaben mit diesen Hilfsmitteln, damit es für uns übersichtlicher wird.

z.B. fa(x)=x2-ax3+1

Bearbeiten kannst du deinen Text, indem du auf den Stift unterhalb deines Profilbildes klickst.

Ach ja, mich bitte nicht weiter zur Aufgabe selber fragen, denn ab Klasse 11 hört meine Kenntnis in diesem Fach auf (schon zur Schulzeit und jetzt erst recht); aber für die Könner im Team ist es dann wirklich einfacher ;-)


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Antwort von v_love | 12.03.2014 - 22:47
problematischer finde ich hier die falsche klammersetzung: 1/3a ist dasselbe wie (1/3)*a, aber was anderes als 1/(3a).

however, bei aufgabe 1 ist a^4 durch a^2 zu ersetzen. (a/a^3=1/a^2)
bei aufgabe 2 sollte man f_a mit y=1 schneiden lassen, statt die nullstellen von f_a zu bestimmmen.


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Antwort von Player-Messi (ehem. Mitglied) | 12.03.2014 - 23:04
Also das mit dem tief-und hochstelle von Zeichen hab ich wirklich übersehen. Ein echt netter Trick. Danke dir.


v_love

Wo habe ich die Klammer den falsche gesetzt und warum muss man a^4 durch a^2 ersetzen? Und bei Aufgabe 2, meinst du dass man die Funktion mit 1 gleichsetzen soll oder was genau soll ich da machen?

Danke dir, dass du noch so spät eine Antwort gegeben hast :D


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Antwort von v_love | 12.03.2014 - 23:13
"und warum muss man a^4 durch a^2 ersetzen?" begruendung habe ich dazugeschrieben. potenzgesetze sollte man hier anwenden.

"Und bei Aufgabe 2, meinst du dass man die Funktion mit 1 gleichsetzen soll oder was genau soll ich da machen?"
ja


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Antwort von Player-Messi (ehem. Mitglied) | 13.03.2014 - 19:58
Hallo zur Nr.2

Mein Ansatz

x2-ax3+1=1 ( die 1 auf die andere Seite bringen

x2-ax3=0 (x ausklammern)
x*(x-ax2)=0 ( somit liegt unsere erste Nullstelle bei x1=0)

x-ax2=0 ( Ich weiß nicht, was ich an dieser Stelle mehr machen soll, ich habe in einem anderen Forum gelesen, dass man das faktorisieren kann. Das versteht ich aber nicht.Und ich brauche doch noch eine Nullstelle, um das Integral zu bestimmen. Derzeit habe ich nur eine, nämlich x1=0 und brauche x2.Könnt ihr mir die andere verraten bitte :D


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Antwort von Mathe3 | 13.03.2014 - 22:46
Bin mir nicht 100%ig sicher, aber Du kannst ja noch x-ax²=0 x ausklammern und dann die x-Lösung in Abhängigkeit von a angeben [Also eigentlich gleich x² ausklammern. Dann ist es x²*(1-ax) und nun 1-ax=0...]. Des Weiteren bestimmst Du aktuell keine Nullstellen, soweit ich weiß, sondern Schnittpunkte.
Naja dann die Stammfunktion von (f(x)-g(x))
wobei f(x)=x²-ax³+1 und g(x)=1.
Hoffe, dass es so klappt.;)

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