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21C.1 Beispiele für lokale Maxima, Minima; Wendepunkte


CC-BY-NC-SA 3.0

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ichschreib mal vier Funktionenin Rechenvorschriftenhinsechs Quadrat plus einsXdie hochminusX Quadratsprovidersrunde Klammer zu?? gedachteserstes QuadratX drei mal minus Xundminus X den natürlichen Rhythmus Xdie ersten drei für alle aktuellen Zahlenstehen hier für X zwischen null und ähmdavon wüsste ich gerne lokale Maxima minimalkein extremerwenn sie maximal minimal zusammennehmenhaben sie extremerExtremwerteExtremstelleund ich wüsste gerneWendepunktestellen wenn Stelle überlegenswertPunkt ist X und Y zusammenbestimmen die maldas Schul unter dem Namen Kurvendiskussionläuft dasim Prinzipmeine Idee zu kriegenwieder diese Funktionenals Kurvenverlaufskizzieren kann ?? schaden aber lieber erst nachher denn solange sie nicht wissen wo Maxima Mini war und so weiterdas kann der Witz bei der Kurvendiskussionder Kurvendiskussionist ja nicht irgendein perverses Rezept durch Texte ziehen bei dem kein Schritt fehlen darf und das war nicht meine Idee der Kurvendiskussiondas man kurz skizzierenich überlege mir erst das was gerade läuft sie so oder läuft sie so lange nicht dasskizzieren wie die Kurve verläuftsowas einfach gedacht erst das überlegen und dann skizzierendiesem Sinne vielleicht ausgezehrt?? Kompromiss am besten sich überlegen was sechs hundert eins machen dann richtig sein schon eine grobe Idee mit Funktion aussehen könnte genauso bei anderenfand sich ?? mit einer groben Idee an wie die aussehenals Kurvendann wissen Sie wonach sie eigentlich suchen ??ob sie wirklich alle Maxima minimal Wendepunktegefunden habenaufs Verbrechen gibtund dann kann man das kritisierendas die beste Art um Idee anfangen dannkonkret nachrechnenund dann genauder erste X Quadrat plus eins durchwegseinige von ihnen haben es gemerkt Komma kann es natürlich vereinfachen sie können machen X Quadrat durch X plus eins durchwegsmacht alsoX plus eins durch Xist deutlich pflegeleichterFragezeichen zumal bei dem aus hier werde ursprünglich warman meistens so gemacht haben ??rationale Funktionsideewie dieses Ding überhaupt läuftsie sehen die Asymptote extra plus eins durch Xwenn sie sechs tausend Einsätzen eine Million eins durch tausendAsymptote wird schlicht und ergreifend X sein dieses Dingmehr und mehrgegen Y gleich X gegen diese geradedas istdie schräge AsymptoteMartin notfalls Polynomdivisionnach Schema Fund dann sehe ich ?? es gibt keine Nullstellen X ?? plus Eintritt niemals null es gibt keine Nullstellenes gibt eine PolstelleBeistrich nirgends eine Polstelledann weiß was über den Verlaufich kann aus der Polstelle nicht so rauskommenden?? nicht Nullstelleich muss aus der Polstelle von oben raus Punkt so muss es sein?? auf der linken Seitediese Polstelle ist erster Ordnungauf der linken Seite muss sich also von unten kam genau umgekehrtund somit Lebensweisezu ?? Funktionsverlaufsie sich supergenaue Platte dauert es schon mal die Idee wie sie verläuftund sie sehen ich erwartefür negative Xein lokalesMaximumund ich erwarte für ein positivesX ein lokales Minimumich erwarte keine Bindestrichhabe schon meine Ideevon dem was was es ?? anfälltund nun kann man diese Punkte genau ausrechnenwie mal zu Fuß die Ableitungvon dem aus WiderstandsX Quadrat plus eins Xdas ist das Gute als wir mit der Quotientenregelund verlierenund jetzt kommt die Ableitung des Zählers mal den Nenner also zwei X ist die Ableitung des Zählers mal den Nennerminusumgekehrt den Zähler stehen lassenmal den Nenner ableitenund dann haben wir dazweimal X QuadratminusX Quadratminus einsmachtnur noch X Quadratminus eins durch X Quadratund das ist an zwei Stellen null X ist gleich PluszeichenX ist gleich minus eins nur dann wird der Zähler nullMini vom Bruch wildeste null wird der Zähler nullnull durch irgendwasals ?? zwei null Stellenwas ich also lerne es es gibt eine horizontaleTangente ist also horizontale TangentefürX gleich einsund für X gleich minus eins es wird null für exakt eins oder ist gleich minus eins an den Beistrich ?? horizontale TangentehorizontaleTangente heißt aber noch nicht unbedingt ein Maximum an lokales Maximum an lokales Minimumhorizontale Tangente könnte auch so aussehenwir wissen jetzt schon ?? Skizze hergar keine Frage einig Komma sicherlich weiter an war von der Skizze her gar keine Fragefür minus eins Schrägstricheins habe ich das lokale Maximum und Schrägstrich plus ein solch lokales Minimumes wird sich im Wahrnehmen kein Mensch jetzt weiter anguckenPunkt man könnte damit unbedingt wollte mathematischesVerständnis begründeneine Begründung istdas diese Funktion hier die erste Ableitung einen Nulldurchganghat an der Stelle eins und ein null Durchgang eine Stimme minus eins hat wenn sie hier X Einsätzen knapp vor der Einzel knapp nach der eins sehen Sie dass sie auf zwei verschiedenen Seiten den Ullidasselbe passiert hier also muss es tatsächlich lokales Minimum Maximum gewesen seinoder sich noch die zweite Ableitung ausdie ganze Zeit haben die zweite Ableitung ausstellen festdie zweite Ableitung ist hier die negatives geht nachrechts herum und sie stellen fest bei die zweite Ableitung positivist die nach links herumdas wäre die schulmäßige Begründung zweite Ableitung an der Stelle ausrichtensie negativ toben sie positivBeistrich ganz sicher sein dass das lokales Maximum müssen das lokales MinimumMeldestellenerwarten wir keine einzigeWende Punkt heißt ich gehe von zum BeispielRechtskrümmungnach links Punkt darüber Einwände Punkt oder ich gehe von linksnach rechts Kommada wäre ein Wendepunktnotwendigdafür istdas die zweite Ableitung null wird??gucken und die zweite Ableitung null ?? dieses Ding noch malabgeleitetzweite Ableitung wäre jetzt also noch mal dieses nach X abgeleitetX minus einzige Zweiradkönnte man ja sowieso kürzen hättest kürzer übernommen unddas zweite Ableitungden Nenner Quadrierenund verdienen also nicht Quadratvieroben ableitenzwei X mal denNenner mal X Quadrat minusoben stehen lassen X Quadrateinsmal die Ableitungvom Nenner ?? zwei Xdas es jetzt irgendwie zusammenfassendurchAmir zwei X hoch dreiminus jetzt konnte X Quadrat mal zwei X sind auch zwei X hoch dreiX Quadrat war zwei X wird zwei zu dreiminusminuszwei ?? Xalso plus zweimal Xzweiter drei Minuswechseldrei hundert bargibt dann zwei X durch X Sofia sind zwei durch X hoch dreiund zwei durch X hoch drei wirdnirgendwo nullwie erhofft es besteht nicht mal die Chance auf einWendepunktkeine Chance Wendepunktdas aber nach der Skizze klarPunktes könnte passieren das sie einen Nullstelle findest könnte ihnen passieren dass die Kurve tatsächlich irgendwodanndiezweite Ableitung null hatdiese Situation zum Beispiel könnte die zweite Ableitung gleich null sein aber sie sehen ich komme aus einer Rechtskurveund ich gehen eine FacebookAnwendung Punktdas könnte passieren zweite Ableitung ist ?? kein Wendepunktaber es war kein Problemdie zweite Ableitung wird nirgendwo null nicht mal dasalso beim besten Willen keine Chance Einwände Punkt was mich überraschtman könnte jetzt noch um es ganz hübsch machen könnte man auf sie Punkt ihr ausrechnen ?? ich eben vergessen Tschuldigungbei minus eins Wessis einsetzen minus einsals Quadratplus einseins also hier sind wir bei zwei nach unten minus zwei einsund hier sind wir beieins und zwei nach obenentwickelt die beiden Punkt Fragezeichenbitte stellen aber keineKönner sorgen Fragezeichenso wie die erste Aufgabe ausin dem Sivemanns immer weiterzum groben Aussehen der äh minus X Quadratgroß wirdwird minus X Quadrat sehr negativwie hoch eine sehr negative Zahlwirdsehr dicht an nur liegendie um eine sehr negative Zahl sehr dicht an null siebenwenn Xgleich minus tausend jetztminus tausend ??eine Million plus eine Million E hoch minus eine Millionist auch schon wieder super kleindas eine gerade Funktionbewegt sich minus X ersetzen Punkt dasselbe außenspiegelsymmetrischeFunktionsind das einzige was wir sinnvollerweisenicht ?? simplen Funktionenist eine Glockedas ist die übliche Glockenkurveversagten was über lokale minimal lokale MaximumWendepunktewas erwarten Sie hier an lokalen Macs ?? minimalgenau das ?? die einzige Chance an lokales Maximuman der null erwarte ich alles andere wäre Punkt was erwarten Sie an Wendepunktenja hier geht's von der Registrierungin rechts Punkt hier musstenWendepunkt sein und hier umgekehrt hier geht's von ??links Punkt da muss ein Wendepunkt sein das es was ich erwarte zwei Wendepunkteein lokales Maximum das gleichzeitig offensichtlich auf das globaledas schon mal zudem vorabdieses Ding hierwie hochminusX die ablehnende Exponentialfunktionmultipliziertmit X hoch dreiund Sepp skizziertdie beiden miteinander ??denkt mal drüber nachX manuellen X genausoverteilt als nächstes die mir vorführenalsoversuchen herauszufinden??zu begründen dass er sich jetzt rechnerisch begründet die wirklichen lokalesMaximum ist und dass hier zwei Wendepunktemüssen wo liegen die überhaupt Wendepunkte??er sich zwar ?? ich suche also einen lokales Maximum und zwei Wendepunktedie erste Ableitung ihrer mindestensgemeint ist damit immerals Klammer auferste Ableitungdas Areal noch hingehauenwie hoch irgendwaseben irgendwas ist und die in Ableitung malen minus zwei X in AbleitungSie sehen sofort Furcht horizontale Tangente haben kann nur eine Stelle ist gleich nullüber Details der ?? einsetzen wird das nur der erste Term wird niemals Null ebenfallsder zweite Term wird da null?? ist gleich null ist und sonst nirgends Punktdass sich daran schon Punkt die zweite Ableitung andie zweiminus X QuadratX QuadratD noch mal ableiten Produktregeleinfach so mal einen anderenmit den ersten ableitenEU minus X Quadrat wenn sie den ableiten kritisiert wieder mal minus zwei X ist der erste jetzt abgeleitetmal den zweiten Mal minus zwei XService irritieren ?? Produktregel heräußerlichesmeist gesehen in dieser Form schonjetzt den ersten stehen lassen und den zweiten ableiten ?? minus X Quadrat mal den zweiten ableiten minus zwei?? zusammenfassen?? will sie zwar ausklammern Beistrich hier vierminus mal minus vier mal X Quadratminus zweiKomma das war das Album mit X gleich nulldieses Ding an der Stelle nulldie zweite Ableitung an der Stelle null ist was positivesmalenminus zwei zweite Ableitung eine Stelle null ist kleiner als nullsehen sie immer wieder nur einsetzen ?? negative Zahl rausdas heißtan der Stelle null habe ich nicht ?? Horizontaltangenteich gernehorizontale Tangente dran das heißtan der Stelle X gleich nulldas beides zusammenfassenBeistrich wennsiedieses Resultat nehmen und dieses Resultat nehmen beides zusammenlernen sie das für ein lokalesMaximum haben ?? ist gleich nullzum Zeichnen könnte man schon ausrechnensetzen es einfach ein was passiert wenn sie null einsetzen King eins ausund wir haben kein lokales Minimum und nichts anderes es gibt nur diese eine Stelle mit horizontaler Tangente und sie ist ein lokales MaximumKomma nach ?? erstellen suchen Wendepunkt suchenwo wir die zweite Ableitung gleich nullzweite Ableitunggleich nullPunkt dieser Termin niemals gleich die einzige Chance ist das gleich null wird und sie sehen X Quadrat muss also ein halb seindas ist die einzige Chancedamit die zweite Ableitung wurde Musik zwar gleich ein halb seindamit ins weltweit ein halb istdas ?? dazu das X ist gleich plus minus eins durch kurze zweialso plus minus null Komma siebenda haben wir die Beine stellen?? zwanzig tatsächlich überlegen dass das wirklich null Durchgänge sind das die zweite Ableitungdas es eine ?? machen kann zweite Ableitung wirklich durch die nullgesehen dass jede Parabeldiese Parabel geht ein ständig durch die neulichnicht nur die null angegeben durch die nurzulässigwenn man die nächste Ableitung aus Verständnisableitungist nicht nullim wahren Leben wird man nichts vom beiden machenmeiner Forschung die Idee das Glockenkurveist es offensichtlichan dieser Stelle der GlockenkurveWendestellenmüssen relativiert sein wird ausrechnen?? auf Wendepunktewirklich haben stellenalso wir haben Wendepunktebeiminus eins durch kurze zwei ?? im einsetzeneominus dieses Quadrat ist die hochminus ein halb ??das ist der eine Wendepunkt und der andere Wendepunkt hat hierPluszeichendurch das Quadrat Leertasteselbst bei dem aus das die handelsübliche Glockenkurvevon fünf Minuten überzogenaus Aufgabemachen die beiden anderen das es keine Raketentechnikersollte genau