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/mathe/15249/aufgabe

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Aufgabe

/mathe/15249/aufgabe

/mathe/15249/aufgabe

Bestimme die Ortskurve der Minima der Funktionenschar  mit Parameter .

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Lösung
Voraussetzung
Funktionenscharen
Strategie

Schritte
Gleichungsumformung

Umformung: \text {mit}\ k>0

Bilde die 1. Ableitung von .

Setze die 1. Ableitung gleich 0.

Löse die Gleichung mit Hilfe der Mitternachtsformel nach auf.

Dabei ergibt sich für :

Und für :

Bilde die zweite Ableitung der Funktionenschar.

Gleichungsumformung

Setze  und  in die 2. Ableitung ein um die Art der Extrema zu bestimmen.

Damit sind bei Minima, da 

und bei Maxima, da .

In der Aufgabenstellung wird nur nach Ortskurve der Minima gefragt. Also wird im Weiteren nur noch betrachtet.

Setze in ein um den -Wert der Minima zu erhalten.

Gleichungsumformung

Damit sind die Punkte mit -Wert: und -Wert:  die Minima der Funktionenschar. Diese Punkte nennen wir .

Alle Punkte liegen auf der Ortskurve.

Erstelle eine Gleichung für und eine Gleichung für .

Gleichung 1 stellst du nach um.

Gleichung 2.

Setze Gleichung 1 in Gleichung 2 ein.

Funktionsgleichung der Ortskurve:

Bild zeigt dir die Ortskurve

Geogebra File: https://assets.serlo.org/legacy/8589_yZfDFbwvx8.xml