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Anwendung Differentialrechnung

Schüler Gymnasium, 10. Klassenstufe

Tags: differnezialrechnung, Mathematik

 
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BOBfighter

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21:47 Uhr, 03.01.2012

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Hallo meine Frage bezieht sich auf die unten stehende Aufgabe, wir sollen uns in die Anwendung der Differenzialrechnung selbst mit Aufgaben einarbeiten, jedoch verstehe ich nicht, wie ich die Werte für t errechne, die Verallgemeinerung habe ich soweit mit Umstellen und der Lösungsformel die Nullstellen ausgerechnet und Hoch und Tiefpunkte, wäre jedoch nicht schlecht, wenn ich da nochmal was zum vergleichen hätte. Hoffe auf Antworten.


Gegeben ist die Funktionsschar ft(x)= x3-3t2x
Berechne für allgemein t den Schnittpunkt des Schaubildes Kt von ft mit der positiven x-Achse sowie seinen Hoch- und Tiefpunkt.

Für welchen Wert von t
1) geht Kt durch A(3|0)
2) ist die 2. Winkelhalbierende Tangente im Urspung
3) liegen die Extrempunkte auf der 2. Winkelhalbierenden
4) ist die Tangente im Schnittpunkt mit der positiven x-Achse parallel zur 1. Winkelhalbierenden

Bei 1) habe ich Wurzel 3 herausbekommen also t-Wert. Die anderen Aufgaben sind mir jedoch nicht schlüssig.

Danke!
Peter

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich bräuchte bitte einen kompletten Lösungsweg." (setzt voraus, dass der Fragesteller alle seine Lösungsversuche zur Frage hinzufügt und sich aktiv an der Problemlösung beteiligt.)
Online-Nachhilfe in Mathematik
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Shipwater

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22:07 Uhr, 03.01.2012

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Gibt es eine Einschränkung für t wie zum Beispiel t>0 oder ist t? Im letzteren Fall gibt es noch eine weitere Lösung bei 1). Zu 2): Die 2.Winkelhalbierende ist y=-x. Diese hat also die Steigung m=-1. Damit musst du schauen, wann ft'(0)=-1 wird.
BOBfighter

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22:16 Uhr, 03.01.2012

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t∈ℝ ist die Einschränkung.



Ok das hilft mir schon mal weiter, jetzt weiß ich was eine 2.Winkelhalbierende ist.

Muss ich das dann sozusagen in die Tangentengleichung y=mx+n einsetzen?
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Shipwater

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22:19 Uhr, 03.01.2012

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Die 2.Winkelhalbierende y=-x ist dann Tangente im Ursprung, wenn der Graph von f an der Stelle x=0 die Steigung -1 hat. Du musst also einfach nur die Gleichung ft'(0)=-1 lösen.
BOBfighter

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22:23 Uhr, 03.01.2012

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Ok danke, ich habe jetzt keine Draht mehr dazu, da ich jetzt schlafen gehe.
Es wäre nett von Ihnen, wenn Sie noch bei 3) und 4) kurz und knapp den Lösungsansatz aufschreiben könnten. Werde es morgen dann mal probieren durchzurechnen.

Grüße, Peter
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Shipwater

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22:31 Uhr, 03.01.2012

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Nö, wenn du jetzt schlafen gehst, dann geh ich auch schlafen. ;-) Versuch erstmal die 2. zu lösen dann schauen wir morgen weiter.
BOBfighter

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22:33 Uhr, 03.01.2012

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Ok geht auch so. Muss aber morgen fertig werden ;-)



Grüße
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Shipwater

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22:51 Uhr, 03.01.2012

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Nun gut. 3) Für die Extrempunkte erhalte ich erstmal E1(t|-2t3) und E2(-t|2t3). Punktprobe bei y=-x ergibt dann bei E1 die Gleichung -2t3=-t und bei E2 die Gleichung 2t3=t (die Gleichungen sind natürlich äquivalent). Du musst hierfür jetzt also nur noch die Gleichung 2t3=t lösen.
4) Schnittpunkte mit der x-Achse sind neben dem Ursprung S1(3t|0) und S2(-3t|0)
So wie die Aufgabenstellung formuliert ist war wohl doch t>0 vorausgesetzt, oder? Ansonsten musst du halt eine Fallunterscheidung machen.
Für t>0 ist jedenfalls S1(3t|0) der Schnittpunkt mit der positiven x-Achse. Die Tangente in diesem Punkt hat die Steigung ft'(3t)=6t2 (rechne nach). Die erste Winkelhalbierende ist y=x, hat also die Steigung m=1. Damit die Tangente im Schnittpunkt mit der positiven x-Achse parallel zur 1.Winkelhalbierenden ist, muss diese auch die Steigung 1 haben. Letztlich musst du also die Gleichung 6t2=1 lösen.