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Tangente anlegen (einfache Funktionen)

Beispiel:

Berechne die Tangentengleichung an den Graphen von f mit f(x)= 2 x 3 +5x an der Stelle x=0:

Lösung einblenden

Zuerst braucht man die Ableitung von f(x)= 2 x 3 +5x ,
also

f'(x)= 6 x 2 +5

Um die Steigung der Tangente zu erhalten, setzen wir den gegebenen x-Wert in die Ableitung ein:

mt = f'(0)= 6 0 2 +5

= 60 +5

= 0 +5

= 5

Damit wissen wir nun schon, dass die Tangente die Gleichung t: y= 5 x+c besitzt.

Um noch das c zu bestimmen, brauchen wir einen Punkt, den wir in die Gleichung einsetzen können.
Dazu müssen wir noch den y-Wert des Berührpunkts bestimmen, also f(0)= 2 0 3 +50 = 20 +0 = 0+0 = 0

Wir erhalten so also den Punkt B(0|0) als Berührpunkt.

Nun setzt man die errechnete Ableitung und die errechneten Punktkoordinaten in eine allgemeine Geradengleichung (y=mx+c) ein:

0 = 5 0 + c

0 = 0 + c

0 = c

also c=0

Damit erhält man als Geradengleichung für die Tangente: y= 5 ⋅x +0

Tangente anlegen (auch verkettete Fkt'n)

Beispiel:

Berechne die Tangentengleichung an den Graphen von f mit f(x)= -2 ( 3x -6 ) 3 an der Stelle x=1:

Lösung einblenden

Zuerst braucht man die Ableitung von f(x)= -2 ( 3x -6 ) 3 ,
also

f'(x)= -6 ( 3x -6 ) 2 · ( 3 +0 )

= -6 ( 3x -6 ) 2 · ( 3 )

= -18 ( 3x -6 ) 2

Um die Steigung der Tangente zu erhalten, setzen wir den gegebenen x-Wert in die Ableitung ein:

mt = f'(1)= -18 ( 31 -6 ) 2

= -18 ( 3 -6 ) 2

= -18 ( -3 ) 2

= -189

= -162

Damit wissen wir nun schon, dass die Tangente die Gleichung t: y= -162 x+c besitzt.

Um noch das c zu bestimmen, brauchen wir einen Punkt, den wir in die Gleichung einsetzen können.
Dazu müssen wir noch den y-Wert des Berührpunkts bestimmen, also f(1)= -2 ( 31 -6 ) 3 = -2 ( 3 -6 ) 3 = -2 ( -3 ) 3 = -2( -27 ) = 54

Wir erhalten so also den Punkt B(1| 54 ) als Berührpunkt.

Nun setzt man die errechnete Ableitung und die errechneten Punktkoordinaten in eine allgemeine Geradengleichung (y=mx+c) ein:

54 = -162 1 + c

54 = -162 + c | + 162

216 = c

also c= 216

Damit erhält man als Geradengleichung für die Tangente: y= -162 ⋅x + 216

e-Funktionen: Tangente anlegen BF

Beispiel:

Berechne die Tangentengleichung an den Graphen von f mit f(x)= - 7 5 e -( x -2 ) an der Stelle x= 2 :

Lösung einblenden

Zuerst braucht man die Ableitung von f(x)= - 7 5 e -( x -2 ) ,
also

f'(x)= - 7 5 e -( x -2 ) · ( -1 )

= 7 5 e -( x -2 )

Um die Steigung der Tangente zu erhalten, setzen wir den gegebenen x-Wert in die Ableitung ein:

mt = f'( 2 )= 7 5 e -( 2 -2 )

= 7 5 e -1 · 0

= 7 5 e 0

= 7 5

Damit wissen wir nun schon, dass die Tangente die Gleichung t: y= 7 5 x+c besitzt.

Um noch das c zu bestimmen, brauchen wir einen Punkt, den wir in die Gleichung einsetzen können.
Dazu müssen wir noch den y-Wert des Berührpunkts bestimmen, also f( 2 )= - 7 5 e -( 2 -2 ) = - 7 5 e -1 · 0 = - 7 5 e 0 = - 7 5

Wir erhalten so also den Punkt B( 2 | - 7 5 ) als Berührpunkt.

Nun setzt man die errechnete Ableitung und die errechneten Punktkoordinaten in eine allgemeine Geradengleichung (y=mx+c) ein:

- 7 5 = 7 5 2 + c

- 7 5 = 14 5 + c | - 14 5

- 21 5 = c

also c= - 21 5

Damit erhält man als Geradengleichung für die Tangente: y= 7 5 ⋅x - 21 5

e-Funktionen: Tangente anlegen

Beispiel:

Berechne die Tangentengleichung an den Graphen von f mit f(x)= -2 x 2 · e 0,1x an der Stelle x= 2 :

Lösung einblenden

Zuerst braucht man die Ableitung von f(x)= -2 x 2 · e 0,1x ,
also

f'(x)= -2 · 2x · e 0,1x -2 x 2 · e 0,1x · 0,1

= -4 x · e 0,1x -2 x 2 · 0,1 e 0,1x

= -4 x · e 0,1x -0,2 x 2 · e 0,1x

= e 0,1x · ( -4x -0,2 x 2 )

= e 0,1x · ( -0,2 x 2 -4x )

= ( -0,2 x 2 -4x ) · e 0,1x

Um die Steigung der Tangente zu erhalten, setzen wir den gegebenen x-Wert in die Ableitung ein:

mt = f'( 2 )= e 0,12 · ( -0,2 2 2 -42 )

= e 0,2 · ( -0,24 -8 )

= e 0,2 · ( -0,8 -8 )

= e 0,2 · ( -8,8 )

= -8,8 e 0,2

≈ -10.75

Damit wissen wir nun schon, dass die Tangente die Gleichung t: y= -8,8 e 0,2 x+c besitzt.

Um noch das c zu bestimmen, brauchen wir einen Punkt, den wir in die Gleichung einsetzen können.
Dazu müssen wir noch den y-Wert des Berührpunkts bestimmen, also f( 2 )= -2 · 2 2 · e 0,12 = -2 · 4 · e 0,2 = -8 e 0,2 ≈ -9.77

Wir erhalten so also den Punkt B( 2 | -8 e 0,2 ) als Berührpunkt.

Nun setzt man die errechnete Ableitung und die errechneten Punktkoordinaten in eine allgemeine Geradengleichung (y=mx+c) ein:

-8 e 0,2 = -8,8 e 0,2 2 + c

-8 e 0,2 = -17,6 e 0,2 + c | + 17,6 e 0,2

9,6 e 0,2 = c

also c= 9,6 e 0,2 ≈ 11.73

Damit erhält man als Geradengleichung für die Tangente: y= -8,8 e 0,2 ⋅x + 9,6 e 0,2 oder y=-10.75x +11.73

Normale anlegen

Beispiel:

Berechne die Gleichung der Normalen an den Graphen von f mit f(x)= - x 3 +2x an der Stelle x= -1 :

Lösung einblenden

Zuerst braucht man die Ableitung von f(x)= - x 3 +2x ,
also

f'(x)= -3 x 2 +2

Um die Steigung der Tangente zu erhalten, setzen wir den gegebenen x-Wert in die Ableitung ein:

mt = f'( -1 )= -3 ( -1 ) 2 +2

= -31 +2

= -3 +2

= -1

Um mit der Tangentensteigung die Steigung der darauf senkrecht stehenden Normalen zu berechnen, verwenden wir die Beziehung:

mn= - 1 mt

also mn= 1

Damit wissen wir nun schon, dass die Normale die Gleichung t: y= 1 x+c besitzt.

Um noch das c zu bestimmen, brauchen wir einen Punkt, den wir in die Gleichung einsetzen können.
Dazu müssen wir noch den y-Wert des Berührpunkts bestimmen, also f( -1 )= - ( -1 ) 3 +2( -1 ) = -( -1 ) -2 = 1 -2 = -1

Wir erhalten so also den Punkt B( -1 | -1 ) als Berührpunkt.

Nun setzt man die errechnete Ableitung und die errechneten Punktkoordinaten in eine allgemeine Geradengleichung (y=mx+c) ein:

-1 = 1 ⋅( -1 ) + c

-1 = -1 + c | + 1

0 = c

also c=0

Damit erhält man als Geradengleichung für die Normale: y= 1 ⋅x +0

Tangente von außen anlegen

Beispiel:

Vom Punkt P(-2|5) aus sollen Tangenten an den Graphen von f mit f(x)= 5 x 2 -5x -5 angelegt werden.
Bestimme alle möglichen Berührpunkte und bestimme (exemplarisch) eine Tangentengleichung an einem dieser Berührpunkte.

Lösung einblenden

Zuerst wird die Ableitung von f berechnet: f'(x)= 10x -5

Wir kennen den Berührpunkt, in dem die gesuchte Tangente durch P(-2|5) an das Schaubild von f angelegt wird, nicht. Deswegen nennen wir den x-Wert u. Der Funktionswert ist dann f(u), da der Berührpunkt ja auf dem Schaubild von f liegt. Außerdem muss die Ableitung in u ja gerade die Tangentensteigung sein, da B(u|f(u)) der Berührpunkt ist.

Wir können also P(-2|5) als (x|y), den Berührpunkt B(u|f(u)) und m=f'(u)= 10u -5 in die allgemeine Tangentengleichung

y=f´(u) ⋅(x-u)+f(u)

einsetzen:

5 = ( 10u -5 ) · ( -2 - u ) + 5 u 2 -5u -5 | -5

( 10u -5 ) ( -2 - u ) +5 u 2 -5u -5 -5 = 0

-10 u 2 -15u +10 +5 u 2 -5u -5 -5 = 0

-5 u 2 -20u +0 = 0

Die Lösung der Gleichung:

-5 u 2 -20u +0 = 0
-5 u 2 -20u = 0
-5 u ( u +4 ) = 0

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

1. Fall:

u1 = 0

2. Fall:

u +4 = 0 | -4
u2 = -4

L={ -4 ; 0}


Man hat nun also die x-Werte der Berührpunkte. In diesen müssen nun noch Tangenten an den Graphen von f angelegt werden.


An der Stelle x= -4 :

Zuerst braucht man die Ableitung von f(x)= 5 x 2 -5x -5 ,
also

f'(x)= 10x -5 +0

= 10x -5

Um die Steigung der Tangente zu erhalten, setzen wir den gegebenen x-Wert in die Ableitung ein:

mt = f'( -4 )= 10( -4 ) -5

= -40 -5

= -45

Damit wissen wir nun schon, dass die Tangente die Gleichung t: y= -45 x+c besitzt.

Um noch das c zu bestimmen, brauchen wir einen Punkt, den wir in die Gleichung einsetzen können.
Dazu müssen wir noch den y-Wert des Berührpunkts bestimmen, also f( -4 )= 5 ( -4 ) 2 -5( -4 ) -5 = 516 +20 -5 = 80 +20 -5 = 95

Wir erhalten so also den Punkt B( -4 | 95 ) als Berührpunkt.

Nun setzt man die errechnete Ableitung und die errechneten Punktkoordinaten in eine allgemeine Geradengleichung (y=mx+c) ein:

95 = -45 ⋅( -4 ) + c

95 = 180 + c | -180

-85 = c

also c= -85

Damit erhält man als Geradengleichung für die Tangente: y= -45 ⋅x -85


An der Stelle x=0:

Zuerst braucht man die Ableitung von f(x)= 5 x 2 -5x -5 ,
also

f'(x)= 10x -5 +0

= 10x -5

Um die Steigung der Tangente zu erhalten, setzen wir den gegebenen x-Wert in die Ableitung ein:

mt = f'(0)= 100 -5

= 0 -5

= -5

Damit wissen wir nun schon, dass die Tangente die Gleichung t: y= -5 x+c besitzt.

Um noch das c zu bestimmen, brauchen wir einen Punkt, den wir in die Gleichung einsetzen können.
Dazu müssen wir noch den y-Wert des Berührpunkts bestimmen, also f(0)= 5 0 2 -50 -5 = 50 +0 -5 = 0+0 -5 = -5

Wir erhalten so also den Punkt B(0| -5 ) als Berührpunkt.

Nun setzt man die errechnete Ableitung und die errechneten Punktkoordinaten in eine allgemeine Geradengleichung (y=mx+c) ein:

-5 = -5 0 + c

-5 = 0 + c

-5 = c

also c= -5

Damit erhält man als Geradengleichung für die Tangente: y= -5 ⋅x -5

Zusammenfassung:

Es gibt also insgesamt 2 Berührpunkte:

B(-4|95) mit der zugehörigen Tangente: -45x -85

B(0|-5) mit der zugehörigen Tangente: -5x -5

Tangente von außen Anwendungen

Beispiel:

Der Querschnitt einer Landschaft kann im Talbereich näherungsweise durch die Funktion f mit f(x)= - x 3 +1,2 x 2 (mit 0 ≤ x ≤ 0,8) beschrieben werden (x und f(x) in 10 Meter). An das Tal schließt sich ein Hochplateau an, das sich im Modell durch die Gleichung der Geraden y = 0,256 (für x ≥ 0,8) beschreiben lässt. Auf dieses Hochplateau möchte man nun einen 10m hohen Aussichtsturm bauen, von dem man zwar den tiefsten Punkt des Tals (im Modell T(0|0)) noch sehen kann, der aber möglichst weit weg vom Abhang steht.
Bestimme den x-Wert im Modell, an dem man diesen Turm aufstellen muss.

Lösung einblenden

Zuerst wird die Ableitung von f berechnet: f'(x)= -3 x 2 +2,4x

Wir kennen den Berührpunkt, in dem die gesuchte Tangente durch P(0|0) an das Schaubild von f angelegt wird, nicht. Deswegen nennen wir den x-Wert u. Der Funktionswert ist dann f(u), da der Berührpunkt ja auf dem Schaubild von f liegt. Außerdem muss die Ableitung in u ja gerade die Tangentensteigung sein, da B(u|f(u)) der Berührpunkt ist.

Wir können also P(0|0) als (x|y), den Berührpunkt B(u|f(u)) und m=f'(u)= -3 u 2 +2,4u in die allgemeine Tangentengleichung

y=f´(u) ⋅(x-u)+f(u)

einsetzen:

0 = ( -3 u 2 +2,4u ) · ( 0 - u ) + - u 3 +1,2 u 2

- ( -3 u 2 +2,4u ) u - u 3 +1,2 u 2 = 0

3 u 3 -2,4 u 2 - u 3 +1,2 u 2 = 0

2 u 3 -1,2 u 2 = 0

Die Lösung der Gleichung:

2 u 3 -1,2 u 2 = 0
u 2 ( 2u -1,2 ) = 0

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

1. Fall:

u 2 = 0 | 2
u1 = 0

2. Fall:

2u -1,2 = 0 | +1,2
2u = 1,2 |:2
u2 = 0,6

L={0; 0,6 }

0 ist 2-fache Lösung!


Man hat nun also die x-Werte der Berührpunkte. In diesen müssen nun noch Tangenten an den Graphen von f angelegt werden.


An der Stelle x= 0,6 :

Zuerst braucht man die Ableitung von f(x)= - x 3 +1,2 x 2 ,
also

f'(x)= -3 x 2 +2,4x

Um die Steigung der Tangente zu erhalten, setzen wir den gegebenen x-Wert in die Ableitung ein:

mt = f'( 0,6 )= -3 0,6 2 +2,40,6

= -30,36 +1,44

= -1,08 +1,44

= 0,36

≈ 0.36

Damit wissen wir nun schon, dass die Tangente die Gleichung t: y= 0,36 x+c besitzt.

Um noch das c zu bestimmen, brauchen wir einen Punkt, den wir in die Gleichung einsetzen können.
Dazu müssen wir noch den y-Wert des Berührpunkts bestimmen, also f( 0,6 )= - 0,6 3 +1,2 0,6 2 = -0,216 +1,20,36 = -0,216 +0,432 = 0,216 ≈ 0.22

Wir erhalten so also den Punkt B( 0,6 | 0,216 ) als Berührpunkt.

Nun setzt man die errechnete Ableitung und die errechneten Punktkoordinaten in eine allgemeine Geradengleichung (y=mx+c) ein:

0,216 = 0,36 0,6 + c

0,216 = 0,216 + c | -0,216

0 = c

also c=0

Damit erhält man als Geradengleichung für die Tangente: y= 0,36 ⋅x +0 oder y=0.36x

Zusammenfassung:

Es gibt also insgesamt 2 Berührpunkte:

B(0|0)

B(0.6|0.216) mit der zugehörigen Tangente: 0,36x

Jetzt müssen wir ja noch die Tangente mit der anderen Gerade (Gerade der möglichen Turmspitzen) schneiden, um den gesuchten x-Wert zu erhalten:

0,36x = 1,256 |:0,36
x = 3,4889

Der gesuchte x-Wert (der die Stelle im Modell beschreibt an der der Turm gebaut werden soll) ist somit x ≈ 3.489.

Normale von außen Anwendungen

Beispiel:

Bestimme den Punkt Q auf dem Graphen von f mit f(x) = 1 2 x 2 +3 , der den kürzesten Abstand zu P( 4 | 4 ) hat.

Lösung einblenden

Der Punkt P liegt "außerhalb" der Parabel der Funktion f. Deswegen muss der Punkt P auf der Normalen an den Graph von f im gesuchten Kurvenpunkt Q liegen.

Gesucht ist der Kurvenpunkt auf dem Graph von f, dessen Normale durch den Punkt P(4|4) verläuft.

Du hast entweder einen veralteten Browser oder Javascript ausgeschaltet. Deswegen kannst du leider das Schaubild nicht sehen :(

Zuerst wird die Ableitung von f berechnet: f'(x)= u

Wir kennen den Kurvenpunkt von Gf, an dem die gesuchte Normale durch P(4|4) geht, nicht. Deswegen nennen wir den x-Wert dieses gesuchten Punktes u. Der Funktionswert ist dann f(u), da dieser Punkt ja auf dem Schaubild von f liegt. Außerdem ist die Tangentensteigung in diesem Kurvenpunkt Q(u|f(u)) die Ableitung f'(u).

Da wir ja aber die Normale und nicht die Tangente suchen, müssen wir den negativen Kehrwert von f'(u) bilden, um die Steigung der Normalen zu erhalten.

mn = - 1 mt = - 1 f '(u) = -1 u = - 1 u

Wir können also P(4|4) als (x|y), den gesuchten Kurvenpunkt Q(u|f(u)) und - 1 f '(u) = - 1 u in die allgemeine Normalengleichung

y = - 1 f '(u) ⋅(x-u) + f(u)

einsetzen:

4 = -1 u · ( 4 - u ) + 1 2 u 2 +3 | -4

- 4 - u u + 1 2 u 2 +3 -4 = 0 | ⋅ u

( - 4 - u u + 1 2 u 2 +3 -4 ) · u = 0

- 4 - u u · u + 1 2 u 2 · u + 3 · u -4 · u = 0

-( 4 - u ) + 1 2 u 2 · u +3u -4u = 0

-4 + u + 1 2 u 3 +3u -4u = 0

1 2 u 3 +0 -4 = 0

Die Lösung der Gleichung:

1 2 u 3 +0 -4 = 0
1 2 u 3 -4 = 0 | +4
1 2 u 3 = 4 |⋅2
u 3 = 8 | 3
u = 8 3 = 2

L={ 2 }


Man hat nun also die x-Werte der gesuchten Kurvenpunkte. Für die y-Werte muss man eben noch die x-Werte in die Originalfunktion f einsetzen:

f( 2 ) = 1 2 2 2 +3 = 5 , also gilt für den gesuchten Kurvenpunkt: Q( 2 | 5 )

Wendetangente Anwendungen

Beispiel:

Ein Snowboarder fährt bei einem Rennen auf einer Linie, die im Modell durch den Graph der Funktion f mit f(x)= x 3 -1,2 x 2 +1,44 (mit 0 ≤ x ≤ 4) beschrieben werden kann. Sollte der Snowboarder an einer bestimmten Stelle stürzen, so rutscht er geradlinig in einen Fangzaun, der im Modell auf der Geraden y=0 liegt. Der Zaun soll nur dort aufgestellt werden, wo der Snowboarder auch wirklich reinrutschen kann. Bestimme den x-Wert, des linken Endes des Zauns.

Lösung einblenden

Wir suchen also nach dem Wendepunkt:

f(x)= x 3 -1,2 x 2 +1,44

Als erstes leitet man die Funktion zwei mal ab.

f'(x)= 3 x 2 -2,4x +0

= 3 x 2 -2,4x


f''(x)= 6x -2,4


Die notwendige Bedingung für einen Wendepunkt ist f''(x)=0.

(Wendestellen sind Extremstellen in der Ableitung, also haben Wendepunkten die Steigung 0 in f').

Man setzt nun also die zweite Ableitung gleich 0, um die einzig möglichen x-Werte für Wendepunkte zu bestimmen.

6x -2,4 = 0 | +2,4
6x = 2,4 |:6
x = 0,4

Die Lösung x= 0,4 ist nun der einzige Kandidat für eine Wendestelle.


Jetzt müssen wir noch die Tangente im Wendepunkt W(0,4 | 1,312 ) aufstellen:

Zuerst braucht man die Ableitung von f(x)= x 3 -1,2 x 2 +1,44 ,
also

f'(x)= 3 x 2 -2,4x +0

= 3 x 2 -2,4x

Um die Steigung der Tangente zu erhalten, setzen wir den gegebenen x-Wert in die Ableitung ein:

mt = f'(0,4 )= 3 0,4 2 -2,40,4

= 30,16 -0,96

= 0,48 -0,96

= -0,48

Damit wissen wir nun schon, dass die Tangente die Gleichung t: y= -0,48 x+c besitzt.

Um noch das c zu bestimmen, brauchen wir einen Punkt, den wir in die Gleichung einsetzen können.
Dazu müssen wir noch den y-Wert des Berührpunkts bestimmen, also f(0,4 )= 0,4 3 -1,2 0,4 2 +1,44 = 0,064 -1,20,16 +1,44 = 0,064 -0,192 +1,44 = 1,312 ≈ 1.31

Wir erhalten so also den Punkt B(0,4 | 1,312 ) als Berührpunkt.

Nun setzt man die errechnete Ableitung und die errechneten Punktkoordinaten in eine allgemeine Geradengleichung (y=mx+c) ein:

1,312 = -0,48 0,4 + c

1,312 = -0,192 + c | + 0,192

1,504 = c

also c= 1,504 ≈ 1.5

Damit erhält man als Geradengleichung für die Tangente: y= -0,48 ⋅x + 1,504 oder y=-0.48x +1.5

Jetzt müssen wir ja noch die Tangente mit der anderen Gerade y = 0 () schneiden, um den gesuchten x-Wert zu erhalten:

-0,48x +1,504 = 0 | -1,504
-0,48x = -1,504 |:(-0,48 )
x = 3,1333

Der gesuchte x-Wert () ist somit x ≈ 3.133.

Wendetangente Anwendungen

Beispiel:

Ein Snowboarder fährt bei einem Rennen auf einer Linie, die im Modell durch den Graph der Funktion f mit f(x)= x 3 -1,2 x 2 +1,728 (mit 0 ≤ x ≤ 4) beschrieben werden kann. Sollte der Snowboarder an einer bestimmten Stelle stürzen, so rutscht er geradlinig in einen Fangzaun, der im Modell auf der Geraden y=0 liegt. Der Zaun soll nur dort aufgestellt werden, wo der Snowboarder auch wirklich reinrutschen kann. Bestimme den x-Wert, des linken Endes des Zauns.

Lösung einblenden

Wir suchen also nach dem Wendepunkt:

f(x)= x 3 -1,2 x 2 +1,728

Als erstes leitet man die Funktion zwei mal ab.

f'(x)= 3 x 2 -2,4x +0

= 3 x 2 -2,4x


f''(x)= 6x -2,4


Die notwendige Bedingung für einen Wendepunkt ist f''(x)=0.

(Wendestellen sind Extremstellen in der Ableitung, also haben Wendepunkten die Steigung 0 in f').

Man setzt nun also die zweite Ableitung gleich 0, um die einzig möglichen x-Werte für Wendepunkte zu bestimmen.

6x -2,4 = 0 | +2,4
6x = 2,4 |:6
x = 0,4

Die Lösung x= 0,4 ist nun der einzige Kandidat für eine Wendestelle.


Jetzt müssen wir noch die Tangente im Wendepunkt W(0,4 | 1,6 ) aufstellen:

Zuerst braucht man die Ableitung von f(x)= x 3 -1,2 x 2 +1,728 ,
also

f'(x)= 3 x 2 -2,4x +0

= 3 x 2 -2,4x

Um die Steigung der Tangente zu erhalten, setzen wir den gegebenen x-Wert in die Ableitung ein:

mt = f'(0,4 )= 3 0,4 2 -2,40,4

= 30,16 -0,96

= 0,48 -0,96

= -0,48

Damit wissen wir nun schon, dass die Tangente die Gleichung t: y= -0,48 x+c besitzt.

Um noch das c zu bestimmen, brauchen wir einen Punkt, den wir in die Gleichung einsetzen können.
Dazu müssen wir noch den y-Wert des Berührpunkts bestimmen, also f(0,4 )= 0,4 3 -1,2 0,4 2 +1,728 = 0,064 -1,20,16 +1,728 = 0,064 -0,192 +1,728 = 1,6

Wir erhalten so also den Punkt B(0,4 | 1,6 ) als Berührpunkt.

Nun setzt man die errechnete Ableitung und die errechneten Punktkoordinaten in eine allgemeine Geradengleichung (y=mx+c) ein:

1,6 = -0,48 0,4 + c

1,6 = -0,192 + c | + 0,192

1,792 = c

also c= 1,792 ≈ 1.79

Damit erhält man als Geradengleichung für die Tangente: y= -0,48 ⋅x + 1,792 oder y=-0.48x +1.79

Jetzt müssen wir ja noch die Tangente mit der anderen Gerade y = 0 () schneiden, um den gesuchten x-Wert zu erhalten:

-0,48x +1,792 = 0 | -1,792
-0,48x = -1,792 |:(-0,48 )
x = 3,7333

Der gesuchte x-Wert () ist somit x ≈ 3.733.