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Kann man einer Funktion eigentlich ansehen, wie viele Wendepunkte sie haben wird? Bei Polynomen gibt es Regeln für die maximale Anzahl, andere Funktionen müssen Sie untersuchen. Am Wendepunkt? Anzahl der Wendepunkte bei Polynomfunktionen Die bekanntesten Funktionen sind ganzrationale Funktionen bzw. Polynomfunktionen, die sich aus Potenzfunktionen zusammensetzen. Die höchste Potenz gibt den Grad des Polynoms an. Ein Beispiel für solch eine Funktion ist dieses Polynom 3. Grades: f(x) = 2x³ - 5x² + 7. Für die Berechnung von Wendepunkten ist die zweite Ableitung f''(x) einer Funktion zuständig. Die Nullstellen dieser zweiten Ableitung sind mögliche x-Werte des Wendepunktes (falls es sich in Ausnahmefällen nicht um Sattelpunkte handelt). Wollen Sie also herausfinden, wie viele Wendepunkte ein Polynom hat, müssen Sie das Polynom zweimal ableiten und diese Funktion auf Nullstellen untersuchen. Hat das Polynom den Grad n, dann hat die zweite Ableitung den Grad n-2. Der Grad bestimmt die maximale Anzahl der Nullstellen, in diesem Fall also n-2.
Zusätzlich zu den Bedingungen für einen Wendepunkt \(W(x_{0}|f(x_{0}))\) gilt deshalb: \(f'(x_{0}) = 0\) (vgl. Terrassenpunkte Ist \(f'(x_{0}) = f''(x_{0}) = 0\) und wechselt \(f''\) an der Stelle \(x_{0}\) das Vorzeichen, so hat der Graph \(G_{f}\) an der Stelle \(x_{0}\) einen Terrassenpunkt. Wendepunkte, Terrassenpunkt und Krümmungsverhalten sowie Nullstellen und Vorzeichenwechsel der zweiten Ableitung am Beispiel des Graphen einer ganzrationalen Funktion \(f\) Beispielaufgabe Gegeben sei die in \(\mathbb R\) definierte Funktion \(f \colon x \mapsto \dfrac{3x}{x^{2} + 1}\). Bestimmen Sie die Lage der Wendepunkte des Graphen \(G_{f}\) der Funktion \(f\) und geben Sie das Krümmungsverhalten von \(G_{f}\) an. \[f(x) = \frac{3x}{x^{2} + 1}; \; D_{f} = \mathbb R\] Erste Ableitung \(f'\) und zweite Ableitung \(f''\) bilden: Mithilfe der Quotientenregel, der Potenzregel, der Kettenregel, der Summenregel und der Faktorregel erhält man die erste Ableitung \(f'\) und die zweite Ableitung \(f''\) (vgl. 2 Ableitungsregeln).
Der Hauptnachteil gegenüber der schon erläuterten Bedingung liegt darin, dass im Falle keine Entscheidung getroffen werden kann. Genauer folgt aus und, dass bei ein Minimum des Anstiegs, also eine Rechts-links-Wendestelle besitzt, während sie umgekehrt für und bei ein Maximum des Anstiegs, also eine Links-rechts-Wendestelle aufweist. Hinreichendes Kriterium unter Verwendung weiterer Ableitungen [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Ist die Funktion hinreichend oft differenzierbar, kann auch im Falle eine Entscheidung getroffen werden. Dies basiert auf der Entwicklung von an der Stelle mittels der Taylor-Formel: [3] Diese allgemeinere Formulierung enthält damit auch schon den vorangegangenen Fall: Beginnend mit der dritten Ableitung wird die nächste von Null verschiedene Ableitung gesucht, und falls dies eine Ableitung ungerader Ordnung ist, handelt es sich um eine Wendestelle. Oder ganz allgemein formuliert: Ist die erste von Null verschiedene Ableitung der Funktion an der Stelle, an der ist, eine Ableitung ungerader Ordnung > 2, besitzt damit an dieser Stelle einen Wendepunkt.
Auch die Wurzelfunktion f(x) = Wurzel (x) hat als Umkehrfunktion der Parabel keinen Wendepunkt. Sog. gebrochen rationale Funktionen der Form f(x) = g(x)/h(x), wobei g(x) und h(x) Polynome sind, müssen Sie mit der zweiten Ableitung auf Wendepunkte untersuchen. Allgemeine Regeln, wie viele Wendepunkte hier vorliegen, gibt es nicht. Seien Sie auch vorsichtig bei zusammengesetzten Funktionen wie zum Beispiel f(x) = -x² * e x oder f(x) = ln x/(x-1). Auch diese müssen mithilfe der zweiten Ableitung untersucht werden. Wie hilfreich finden Sie diesen Artikel? Verwandte Artikel Redaktionstipp: Hilfreiche Videos 2:25 3:49 Wohlfühlen in der Schule Fachgebiete im Überblick
Extrempunkte angeben Es sollen WendePUNKTE angegeben werden: Deshalb noch die y-Koordinate mit der ursprünglichen Funktion berechnen. $f(-\frac23)$ $=(-\frac23)^3+2\cdot(-\frac23)^2-4\cdot(-\frac23)-8$ $=-4, 74$ => Wendepunkt: $W(-\frac23|-4, 74)$ Wendepunkte bestimmen, Kurvendiskussion, Krümmung