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gebr. rationale Funktionen: Ableitungen
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 21:39 Di 15.02.2005
Autor: Eirene

Hallo !!!
also ich muss die Wendepunkte der Graphen aller Funktionen f ausrechnen und zeigen, dass sie auf einer Parabel liegen

f(x) = [mm] \bruch{x^{3}+3k x^{2} - 4 k^{3}}{x} [/mm]

für die Wendepunkte brauch ich ja die 2. Ableitung
1. Ableitung f (x)= 2x + 3k +4 [mm] k^{3} x^{-2} [/mm]
2. Ableitung f(x) = 2 - 8 [mm] k^{3} x^{-3} [/mm]

auch wenn die Ableitungen richtig sind, wüsste ich nicht wie man zeigt dass sie auf einer Parabel liegen...


dann muss ich begründen warum die Graphen aller Funktionen f (x) =  x - (k+2) + [mm] \bruch{k + 1}{x} [/mm] keine Wendepunkte haben können

1. Ableitung f(x) = 1 + k [mm] x^{-2} [/mm] +  [mm] x^{-2} [/mm]
2.Ableitung f(x) = -2k [mm] x^{-3} [/mm] - 2 [mm] x^{-3} [/mm]  ich hoffe das ist richtig

dann 2. Ableitung = 0   und dann krieg ich am Ende  [mm] x^{-3} [/mm] = 4 [mm] k^{-3} [/mm]  und dann ???

bin dankbar für jede Hilfe

danke

        
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gebr. rationale Funktionen: 1. Aufgabe
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 21:54 Di 15.02.2005
Autor: Loddar

Hallo Eirene!

> also ich muss die Wendepunkte der Graphen aller Funktionen
> f ausrechnen und zeigen, dass sie auf einer Parabel
> liegen
>  
> [mm]f_k(x) = \bruch{x^{3}+3k x^{2} - 4 k^{3}}{x}[/mm]
>  
> für die Wendepunkte brauch ich ja die 2. Ableitung

[daumenhoch]

> 1. Ableitung [mm]f_k\red{'}(x)= 2x + 3k +4 k^{3} x^{-2}[/mm]
> 2. Ableitung [mm]f_k\red{''}(x) = 2 - 8 k^{3} x^{-3}[/mm]

[daumenhoch] Etwas mit der Schreibweise aufpassen (siehe Rotmarkierungen) ...

Nun zunächst die Wendestelle(n) [mm] $x_w$ [/mm] ermitteln.
Diese werden vom Parameter $k$ abhängig sein: [mm] $x_w [/mm] \ = \ [mm] x_w(k)$ [/mm]
Diesen Term mußt Du dann umformen/umstellen zu $k \ = \ [mm] k(x_w)$ [/mm] und dann in Deinen Ausgangs-Funktionsvorschrift [mm] $f_k(x)$ [/mm] einsetzen.

Dann sollte sich eine Parabel-Funktionsgleichung $y \ = \ y(x) \ = \ ...$ (ohne $k$ !!) ergeben.


Loddar


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Bezug
gebr. rationale Funktionen: richtig?
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 16:59 Mi 16.02.2005
Autor: Eirene

Hallo!!!

also ich hab das alles nochmal nachgerechnet:
die 2. Ableitung hab ich ja = 0 gesetzt  und dann kam raus  [mm] x^{3} [/mm] = 4 [mm] k^{3} [/mm]

dann hab ich das nach k umgeformt dann kam raus  [mm] k^{3} [/mm] =  [mm] \bruch{1}{4}x^{3} [/mm]  ==> k = [mm] \wurzel[3]{\bruch{1}{4}x^{3}} [/mm] das hab ich dann in die Ausgangsfunktion eingesetzt und dann nachdem ich gekürzt habe

kommt raus : [mm] \bruch{3\wurzel[3] {\bruch{1}{4} x^{3}}}{x} [/mm]            

ist das alles richtig?? und wie beweise ich damit dass alle Funktionen auf einer Parabel liegen ???


danke


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Bezug
gebr. rationale Funktionen: Korrektur
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:49 Mi 16.02.2005
Autor: Loddar

Hallo Eirene!


>  die 2. Ableitung hab ich ja = 0 gesetzt  und dann kam raus
>  [mm]x^{3}[/mm] = 4 [mm]k^{3}[/mm]
>  
> dann hab ich das nach k umgeformt dann kam raus
> [mm]k^{3}[/mm] =  [mm]\bruch{1}{4}x^{3}[/mm]  ==> k = [mm]\wurzel[3]{\bruch{1}{4}x^{3}}[/mm]

[daumenhoch]

Noch etwas umformen:
$k \ = \ [mm] \wurzel[3]{\bruch{1}{4}x^3} [/mm] \ = \ [mm] \wurzel[3]{\bruch{1}{4}} [/mm] * [mm] \wurzel[3]{x^3} [/mm] \ = \ [mm] \bruch{1}{\wurzel[3]{4}} [/mm] * x \ = \ [mm] \bruch{x}{\wurzel[3]{4}}$ [/mm]

Damit läßt es sich etwas leichter weiterrechnen ...



> das hab ich dann in die Ausgangsfunktion eingesetzt und
> dann nachdem ich gekürzt habe
>
> kommt raus : [mm]\bruch{3\wurzel[3] {\bruch{1}{4} x^{3}}}{x}[/mm]    

[notok]

Hier habe ich erhalten (bitte rechne das nochmal nach):
$y \ = \ [mm] \bruch{3}{\wurzel[3]{4}} [/mm] * [mm] x^2$ [/mm]

Und das ist dann eindeutig eine Parabel (= quadratische Funktion), auf der alle Wendestellen liegen.


Der Vollständigkeit halber mußt Du noch zeigen:

[mm] $f_k''(x_W) [/mm] \ = \ [mm] f_k''(k [/mm] * [mm] \wurzel[3]{4}) [/mm] \ [mm] \not= [/mm] \ 0$



Loddar


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Bezug
gebr. rationale Funktionen: 2. Aufgabe
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 22:02 Di 15.02.2005
Autor: Loddar


> dann muss ich begründen warum die Graphen aller Funktionen
> [mm]f_k (x) = x - (k+2) + \bruch{k + 1}{x}[/mm] keine Wendepunkte
> haben können
>  
> 1. Ableitung [mm]f_k\red{'}(x) = 1 + k x^{-2} + x^{-2}[/mm]
> 2. Ableitung [mm]f_k\red{''}(x) = -2k x^{-3} - 2 x^{-3}[/mm]

[notok]
Aufpassen mit den Vorzeichen:
[mm]f_k'(x) \ = \ 1 \red{-} k*x^{-2} \red{-} x^{-2}[/mm]
[mm]f_k''(x) \ = \ \red{+}2k*x^{-3} \red{+} 2*x^{-3} \ = \ +\bruch{2*(k+1)}{x^3}[/mm]

Was erhältst Du denn, wenn Du diese 2. Ableitung gleich 0 setzt?


Loddar


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Bezug
gebr. rationale Funktionen: ?
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:06 Mi 16.02.2005
Autor: Eirene

Hallo !

ich hab die 2. Ableitung = 0 gesetzt dann kommt raus k = -1  ist das dann der Beweis dass die Graphen von f keine Wendepunkte haben können ??  ja nee weil   kein x darin vorkommt, ich mein wenn man die 2. Ableitung = 0 setzt dann muss dann  x= ... rauskommen wenn die Funktion Wendepunkte hat...



danke

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Bezug
gebr. rationale Funktionen: Genau ...
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:25 Mi 16.02.2005
Autor: Loddar

Hallo Eirene!



> ich hab die 2. Ableitung = 0 gesetzt dann kommt raus k = -1
> ist das dann der Beweis dass die Graphen von f keine
> Wendepunkte haben können ??  ja nee weil   kein x darin
> vorkommt, ich mein wenn man die 2. Ableitung = 0 setzt dann
> muss dann  x= ... rauskommen wenn die Funktion Wendepunkte
> hat...

[daumenhoch]

Du findest kein [mm] $x_W$, [/mm] für das gilt (notwendiges Kriterium):
[mm] $f''(x_W) [/mm] = 0$

[mm] $\Rightarrow$ [/mm] Es existieren keine Wendestellen.


Loddar


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Bezug
gebr. rationale Funktionen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 00:01 Mi 16.02.2005
Autor: informix

Hallo Eirene,
>  also ich muss die Wendepunkte der Graphen aller Funktionen
> f ausrechnen und zeigen, dass sie auf einer Parabel
> liegen

Wie das im allgemeinen geht, kannst du MBhier nachlesen.



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