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Extrempunkte berechnen Aufgaben In diesem Abschnitt rechnen wir gemeinsam zwei Aufgaben. Aufgabe 1: Extremstellen berechnen für quadratische Funktion Gegeben ist die folgende Polynomfunktion. Bestimme die Extrempunkte dieser Polynomfunktion. Lösung: Aufgabe 1 Schritt 1: Wir bestimmen die erste Ableitung. Schritt 2: Von der Ableitung werden die Nullstellen bestimmt, das heißt wir lösen die Gleichung. Wir erhalten damit die Nullstelle. Schritt 3: Wir berechnen die zweite Ableitung. Schritt 4 und 5: Da die zweite Ableitung für alle immer den Wert 8 besitzt, gilt. Damit ist die -Koordinate einer Extremstelle. Schritt 6: Wir setzen in die ursprüngliche Funktion ein und erhalten die -Koordinate. Damit ergibt sich der Extrempunkt. Aufgabe 2: Extremstellen berechnen für Polynom dritten Grades Lösung: Aufgabe 2 Hierzu verwenden wir die pq-Formel und erhalten die Nullstellen Schritt 4 und 5: Wir nehmen die Nullstellen und und setzen sie in die zweite Ableitung ein. Wir bekommen dann Damit sind sowohl als auch die -Koordinate zweiter Extrempunkte.

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Wir erhalten Damit sind beide Zahlen und ungleich Null. Somit sind beide Nullstellen und die -Koordinaten zweier Extrempunkte. Schritt 6: Im letzten Schritt berechnen wir die -Koordinate der zwei Extrempunkte. Dazu nehmen wir und und setzen diese in ein. Wir erhalten Die Extrempunkte und für die Funktion lauten somit Extrempunkte berechnen: Funktionsgraph und Extrempunkte für das Beispiel. Wichtige Begriffe der Kurvendiskussion Bevor wir etwas mehr auf die Mathematik hinter Extrempunkten eingehen, geben wir dir an dieser Stelle eine kleine Übersicht wichtiger Begriffe: Mehr zu den Themen erfährst du in den einzelnen Artikeln! Lokale vs. Globale Extrempunkte Nun weißt du zwar, wie du Extrempunkte berechnen kannst. Aber vielleicht fragst du dich, wieso die erste Ableitung gleich Null gesetzt wird. Zusätzlich haben wir beim Beispiel mit der Achterbahnfahrt gesehen, dass Extrempunkte auch Punkte sein können, die niedriger oder höher als andere Punkte liegen, die wir nicht Extrempunkte nennen.

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Extremwerte, auch als Extrema (Einzahl: Extremum) bekannt, sind alle Hoch- und Tiefpunkte einer Funktion. Hochpunkte werden auch Maximum, Tiefpunkte auch Minimum genannt. Dabei wird der jeweilgen x -Wert als Extremwert bezeichnet und bildet in Kombination mit dem dazugehörigen y -Wert die Extremstelle. Die unten dargestellte Beispielfunktion besitzt zwei Hochpunkte (rote Pfeile) und einen Tiefpunkt (grüner Pfeil). Hierbei ist der Hochpunkt mit dem gefüllten roten Pfeil ein globaler Hochpunkt, während der andere rote Pfeil lediglich auf einen lokalen Hochpunkt weist. Der einzige lokale Tiefpunkt ist automatisch auch der globale Tiefpunkt. Wo genau sich die Extremwerte befinden, lässt sich auf der 1. Ableitung (hier rot), die im folgenden Graph dargestellt ist. Schneidet die 1. Ableitung die x -Achse, ist also f '( x) = 0, liegt in der Stammfunktion (hier blau) ein Extremwert vor. Dies ist in der gezeigten Funktion bei x 1 = -3, 1 und x 2 = -2, 8 sowie x 1 = +2, 0 der Fall. Voraussetzungen für die Existenz eines Extremwertes sind somit zwei Bedingungen: Notwendige Bedingung: f '( x) = 0 Hinreichende Bedingung: f "( x) ≠ 0 → wenn f´´(x) > 0, dann Tiefpunkt → wenn f´´(x) < 0, dann Hochpunkt Beispiel 1 f ( x) = x 3 + 6 x 2 – 9 x 1.

Man kann diese Stellen nun in die zweite Ableitung einsetzen, und anhand des Vorzeichens der zweiten Ableitung darauf schließen, ob es sich dort ein lokales Minimum oder ein lokales Maximum befindet. Die Stellen kann man nun noch in die Funktionsgleichung f ( x) = -1/3 x ³ - x ² + 3 x einsetzen, um die entsprechenden Funktionswerte zu berechnen. Ergebnis: Die Funktion f hat ein lokales Minimum bei x ₁ = -3 mit Funktionswert -9. Die Funktion f hat ein lokales Maximum bei x ₂ = 1 mit Funktionswert 5/3. An einem Extremwert einer Funktion ist deren Anstieg Null. Setze die erste Ableitung der Funktion Null und Du erhältst die x-Werte der Maxima, Minima und horizontalen Wendepunkte (Differenzierung durch die zweite Ableitung)

July 8, 2024, 5:18 am