MK 3.6.2003 Kurvendiskussion_ex_Ueb_1.mcd

Übung: Kurvendiskussion mit einer ex-Funktion

Aufgabe

(1)

Gegeben ist die Funktion . Diskutieren Sie die Funktion. Bestimmen Sie

(1) Definitionsmenge

(2) Nullstellen

(3) Symmetrie

(4) Grenzverhalten

(5) Monotoniebereiche

(6) Extrempunkte

(7) Krümmungsverhalten

(8) Wendepunkte

(9) Graph

(10) Stellen Sie eine Regel zur Bestimmung der n-ten Ableitung von f auf und beweisen Sie sie.

(11) Damit lässt sich leicht

vermuten. Verifizieren Sie Ihr Ergebnis durch Differenzieren.

(12) Berechnen Sie die Fläche zwischen dem Graphen von f, der Wendetangente und der Abszisse.

(13) Weisen Sie nach: Die Extrempunkte von f und von allen Ableitungen von f liegen auf

Aufgabe

(2)

Gegeben sind die Funktionen

,

und

Die drei Funktionen begrenzen ein Flächenstück. Berechnen Sie seinen Inhalt.

Lösungen (1)

(1) Definitionsmenge:

D = R

(2) Nullstellen:

ist die einzige Nullstelle

(3) Symmetrie:

Keine

x--->

(4) Grenzverhalten:

(nach rechts) x--->:

------------->

x--->

x--->

(nach links) x---> :

------------->

aber

------------->

x--->

x--->

------------->

------------->

L´Hospital

(5) Monotoniebereiche:

> 0

VZW bei -1

für

f ist streng monoton abnehmend für

für

f ist streng monoton zunehmend für

(6) Extrempunkte:

Aus der Monotonie: fallen auf steigen bei Minimum

(7) Krümmungsverhalten:

für

f ist konvex für

für

f ist konkav für

(8) Wendepunkte:

Aus der Krümmung: VZW bei Wendepunkt

(9) Graph:

(10) Stellen Sie eine Regel zur Bestimmung der n-ten Ableitung von f auf und beweisen Sie sie.

Vermutung:

Beweis (durch vollständige Induktion):

Induktionsbeginn:

Induktionsannahme:

Induktionsbehauptung:

fa(n+1)(x) =

Induktionsbeweis:

fa(n+1)(x) =

(11) Damit lässt sich leicht

vermuten. Verifizieren Sie Ihr Ergebnis durch Differenzieren.

(12) Berechnen Sie die Fläche zwischen dem Graphen von f, der Wendetangente und der Abszisse.

Wendetangente:

WP

Steigung im WP:

in wt:

Nullstelle der Wendetangente:

Dreieck

(13) Weisen Sie nach: Die Extrempunkte von f und von allen Ableitungen von f liegen auf

Die Nullstellen der Ableitungen sind jeweils x-Werte der Extrema der um eins niedrigeren Ableitung.

Nullstelle von

fa:

faa:

Funktionswert dazu

allgemein:

fa(n+1)

Siehe (10)

Parameterkurve:

auflösen

in y

Lösungen (2)

Gegeben sind die Funktionen

,

und

Die drei Funktionen begrenzen ein Flächenstück. Berechnen Sie seinen Inhalt.

A

Alle Funktionen sind achsensymmetrisch, d.h. eine Betrachtung für

reicht aus.

Fläche:

=

Stammfunktionen:

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