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)= 4 x · e 1 3 x +1 mit ihrer Ableitungsfunktion f '(x)= 4 · 1 · e 1 3 x +4 x · e 1 3 x · 1 3 +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)= 4 · 1 · e 1 3 x +4 x · e 1 3 x · 1 3 +0
= 4 e 1 3 x + 4 3 x · e 1 3 x

Jetzt müssen wir den Exponentialterm ausklammern

= e 1 3 x · ( 4 + 4 3 x )
= e 1 3 x · ( 4 3 x +4 )

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

e 1 3 x · ( 4 3 x +4 ) = 0
( 4 3 x +4 ) · e 1 3 x = 0

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

1. Fall:

4 3 x +4 = 0 |⋅ 3
3( 4 3 x +4 ) = 0
4x +12 = 0 | -12
4x = -12 |:4
x1 = -3

2. Fall:

e 1 3 x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Als Lösungsmenge ergibt sich somit:

L={ -3 }

nur f '(x)=0 lösen (e-Fktn)

Beispiel:

Gegeben ist eine Funktion f mit f(x)= 2 ( x +4 ) · e -0,5x -8 mit ihrer Ableitungsfunktion f '(x)= 2 · ( 1 +0 ) · e -0,5x +2 ( x +4 ) · e -0,5x · ( -0,5 )+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 -0,5x +2 ( x +4 ) · e -0,5x · ( -0,5 )+0
= 2 e -0,5x - ( x +4 ) · e -0,5x

Jetzt müssen wir den Exponentialterm ausklammern

= e -0,5x · ( 2 - ( x +4 ) )
= e -0,5x · ( 2 - x -4 )
= e -0,5x · ( -x -2 )

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

e -0,5x · ( -x -2 ) = 0
( -x -2 ) · e -0,5x = 0

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

1. Fall:

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

2. Fall:

e -0,5x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Als Lösungsmenge ergibt sich somit:

L={ -2 }