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/mathe/322128/aufgabengruppe

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Aufgabengruppe

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Aufgabengruppe

Gegeben ist die Funktion mit der Definitionsmenge .

Der Graph von schneidet die x-Achse genau einmal, ist im Intervall streng monoton fallend und wird mit bezeichnet. Ein Ausschnitt von ist in der nebenstehenden Abbildung zu sehen.

G_f

Betrachtet wird nun die Funktion

mit der Definitionsmenge .

Aufgabe 1

Geben Sie die Nullstellen von an. Runden Sie auf eine Nachkommastelle, sofern nötig. (2 BE)

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Lösung
Voraussetzung
Nullstelle
Strategie
  • Jede Integralfunktion hat eine Nullstelle an ihrer unteren Grenze.
  • Die Funktion ist punktsymmetrisch zum Punkt . Was folgt daraus für den Betrag des Intergrals ?
Schritte

Gib die Nullstellen von an

Jede Integralfunktion hat eine Nullstelle an ihrer unteren Grenze.

Die Funktion ist punktsymmetrisch zum Punkt . Demnach ist

Die zweite Nullstelle von ist dann .

Die folgende Abbildung veranschaulicht den Sachverhalt.

(Nicht in der Aufgabenstellung gefordert.)

Integral
Flächenbilanz ist gleich null
Aufgabe 2

Bestimmen Sie mithilfe des abgebildeten Graphen jeweils die x-Koordinate und die Art der Extrempunkte von . (4 BE)

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Lösung
Voraussetzung
Extrema berechnen
Strategie
  • Es ist , sodass das Monotonieverhalten am gegebenen Funktionsgraphen abgelesen werden kann.
Schritte

Bestimme mithilfe des abgebildeten Graphen jeweils die x-Koordinate und die Art der Extrempunkte von

Es ist , sodass das Monotonieverhalten am gegebenen Funktionsgraphen abgelesen werden kann.

verläuft für unterhalb der x-Achse und für oberhalb.

Bei liegt eine Nullstelle von vor. Der Graph von ist im Intervall streng monoton fallend und im Intervall streng monoton steigend

Tiefpunkt bei und ein Randhochpunkt bei .

Aus den dargestellten Eigenschaften folgt: bei liegt der absolute Tiefpunkt von .

Die folgende Abbildung veranschaulicht den Sachverhalt.

(Nicht in der Aufgabenstellung gefordert.)

Der grüne Graph gehört zur Funktion .

Der orangefarbige Graph gehört zu .

Der blaue Graph gehört zur Integralfunktion .

Bild
und
Aufgabe 3

Begründen Sie, ob folgende Aussage wahr oder falsch ist:

ist im Intervall rechtsgekrümmt.“ (3 BE)

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Lösung
Voraussetzung
Krümmungsverhalten eines Funktionsgraphen
Strategie
  • Es ist , sodass aus dem Monotonieverhalten von auf das Krümmungsverhalten von geschlossen werden kann.
Schritte

Begründe, ob folgende Aussage wahr oder falsch ist: „ ist im Intervall rechtsgekrümmt.“

Es ist , sodass aus dem Monotonieverhalten von auf das Krümmungsverhalten von geschlossen werden kann.

Gegeben: ist im Intervall streng monoton fallend.

In diesem Intervall ist und somit ist auch .

Ist die zweite Ableitung kleiner null, dann ist in diesem Intervall rechtsgekrümmt. Die Aussage ist wahr.