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Abitur 2005 Mathematik GK Infinitesimalrechnung (I)

Gegeben ist die Funktion   f :   x     1   -   ( ln x ) 2   mit dem Definitionsbereich   D f   =   R +   . Ihr Graph wird mit   G f   bezeichnet.
 (4 BE)

Bestimmen Sie die Nullstellen von f und ermitteln Sie das Verhalten von f an den Rändern des Definitionsbereichs.

 (7 BE)

Untersuchen Sie das Monotonieverhalten von   G f   und bestimmen Sie Lage und Art des Extrempunkts E von   G f   . Geben Sie die Wertemenge   W f   von f an.
[Teilergebnis: E(1|1)]

 (3 BE)

Die einzige Wendestelle von f ist   x W   =   e   (Nachweis nicht erforderlich). Bestimmen Sie die Gleichung der Wendetangente w.
[Zur Kontrolle:   y   =   -   2 e · x   +   2   ]

 (6 BE)

Berechnen Sie   f ( e - 2 )   und f(6). Zeichnen Sie die Wendetangente w und den Graphen   G f   unter Verwendung aller bisherigen Ergebnisse im Bereich   0   <   x     6   .

Die Funktion   F :   x     -   x ( ln x   -   1 ) 2   mit   D F   =   R +   ist Stammfunktion von f (Nachweis nicht erforderlich).
 (4 BE)

Berechnen Sie den Inhalt der Fläche, die von   G f   und der x-Achse im ersten Quadranten begrenzt wird.

 (3 BE)

Begründen Sie, dass die Stammfunktion F zugleich die Integralfunktion   x     e x f ( t ) dt   mit   x     R +   ist.

 (4 BE)

Berechnen Sie   lim   x   "\[Rule]"   0 + F ( x )   . Deuten Sie dieses Ergebnis anhand des Graphen   G f   geometrisch.
(Hinweis:   lim   x   "\[Rule]"   0 +   [ x ( ln x ) n ]   =   0     für   n     N   darf ohne Beweis verwendet werden.)

Durch zentrische Streckung von   G f   mit dem Ursprung als Zentrum und dem Streckungsfaktor 2 erhält man den Graphen   G 2   einer Funktion   f 2   .
 (5 BE)

Welche Koordinaten hat bei dieser Abbildung der Bildpunkt eines beliebigen Punktes P(a | b) von   G f   ? Zeichnen Sie   G 2   und seine Wendetangente   w 2   in das Koordinatensystem von Aufgabe 1d ein.

 (4 BE)

Geben Sie den Funktionsterm von   f 2   sowie ohne weitere Rechnung die Gleichung der Wendetangente   w 2   an.

Diese Abituraufgabe

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