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Bei einer Stammfunktion das C bestimmen

Schüler Berufliches Gymnasium, 12. Klassenstufe

Tags: 11. Klasse, Mathematik, Stammfunktion, Textaufgabe

 
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eXistenZ

eXistenZ aktiv_icon

20:09 Uhr, 06.03.2008

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Hallo,

Ich bin neu hier xD

Diese Aufgabe hier ist sehr wichtig, da diese Art von Aufgaben in der nächsten Klassenarbeit dran kommt.

Ich versuche nun schon mehr als 30 minuten diese Aufgabe zu lösen, aber egl was ich versuche, ich komm einfach zu keinem brauchbaren Lösungsansatz.

Die Aufgabe lautet:

Welche Stammfunktion von f haben Schaubilder , welche die Gerade g: y=2x-1/3 berühren.

geben sie die Berührpunkte an.

Gegeben ist die Funktion f(x)=x²-x

Mein bisheriger Lösungsansatz war folgender:

Erstmal die allgemeine Stammfunktion von f(x) ermiteln

Also F(x)=1/3x³-1/2x²+C

Nun komme ich nicht mehr weiter, in den voherigen Aufgaben wurde mir ja ein Punkt angegeben so das ich diesen in F(x) einsetzen konnte und somit das C ermittelt habe, aber hier wieß ich leider kein Lösungsansatz.

Gruß

eXi

PS: Es ist gerade noch ein Problem hinzugekommen.

Folgende Aufgabe habe ich zwar gelöst ->Da Lösungsweg im unterricht vorgegeben aber habe es nicht verstanden.

Wir gehen wieder von f(x)=x²-x aus

Die Aufgabe lautet:
Welche Stammfunktion G vonf f hat ein Schaubild, dessen Wendepunkt auf der Geraden g: y=2 liegt?

Lösungsweg:

F(x)=1/3x³-1/2x²+C

F(0)=2 -> 1/3*(0)³-1/2*(0)+C

0+C

C=2

Aber wieso können wir annehmen das wenn wir den Punkt der Geraden nehmen, wir das C so ausrechnen können das der Wendepunkt der Funktion auf dieser Geraden ist?

Hierzu passend bei OnlineMathe:
Bestimmtes Integral (Mathematischer Grundbegriff)
Stammfunktion (Mathematischer Grundbegriff)

Online-Übungen (Übungsaufgaben) bei unterricht.de:
 
Online-Nachhilfe in Mathematik
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fhuber

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20:53 Uhr, 06.03.2008

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Hallo, 

bleiben wir ganz kurz mal bei dem zweiten Problem, weil es ein wenig konkreter ist.

Ich würde sagen, die Lösung ist falsch. Denn der Wendepunkt aller Stammfunktionen zu f wird doch wie folgt bestimmt:

F'(x)=f(x)

F''(x)=f'(x)

F''(x)=0     (so bestimmt man den Wendepunkt)

f'(x)=2x-1

0 = 2x-1

x = 0,5

Der Wendepunkt aller Stammfunktionen liegt also immer beim x-Wert 0,5.

Den zugehörigen y-Wert findet man dann über die Funktionsgleichung

F(0,5)=1/3(0,5)³-1/2(0,5)²+C

Nach der Angabe soll nun F(0,5) = 2 sein.

Damit lässt sich C bestimmen.

eXistenZ

eXistenZ aktiv_icon

21:27 Uhr, 06.03.2008

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Ja, diesen Lösungsweg hatte ich auch schon.

Als C habe ich dann 1,92 raus.

Gebe ich die Stammfunktion + die Gerade g in meinen GTR ein

und lasse mri beide Funktionen Zeichen, liegt aber der Wendepunkt leider nicht

auf der Geraden.

Gruß

eXi

 

 




Zu diesem Beitrag wurde eine digitale Zeichnung hinzugefügt:
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MBler07

MBler07 aktiv_icon

23:06 Uhr, 06.03.2008

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Ich kann fhuber nur zustimmen. seine Lösung sieht auch für mich richtig aus. Bei deinem C aber hat sich ein kleiner vorzeichenfehler eingeschlichen.



F(0,5)=2=1/3*0,5^3-1/2*x^2+C



-> 2=1/24-1/8+C



-> 2=-1/12+C



=> C=2+1/12=25/12~2,083



Und dann passt das auch in der Zeichnung.









Zu deinem ersten Problem:



Du setzt F(x) und g(x) wieder gleich, um C zu bestimmen. Das x in der Gleichung ersetzt du durch die Steigung in dem Berührungspunkt:



f(x)= Steigung von F(x)= m = x^2-x



Und diese Gleichung muss nun gleich mit der Geradensteigung sein, da es sonst ein Schnittpunkt und kein Berührungspunkt wird:



2=x^2-x -> 0=x^2-x-2



Anwenden der pq-Formel: x1=2 ; x2=-1





Das in F(x) =g(x) eingesetzt gibt:



F(2)=g(2)



2*2-1/3=2/3+C



-> C1=3





und



F(-1)=g(-1)



-2-1/3=-5/6+C



-> C2=-1,5





Und auch hier passt die Zeichnung.

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Nickily

Nickily aktiv_icon

12:50 Uhr, 07.09.2008

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Hey eigentlich finde ich ihr habt das echt gut erklärt, ich habe die selbe aufgabe aber ich steige bei dem ersten problem noch nicht so ganz durch wie das mit dem gleichsetzten und dann das mit dem einsetzen der steigung für x funktionieren soll, könnt ihr mir das vielleich nochmal näher erläutern, das wäre super leib, stehe gerade voll auf dem schlauch sorry! viele grüße
tanny
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MBler07

MBler07 aktiv_icon

13:26 Uhr, 07.09.2008

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Hallo Nickily

ich antworte einfach in diesem Thread.

Wenn zwei Funktionen sich berühren, heißt das, dass sie einen gemeinsamen Punkt haben. Ist zusätzlich die Steigung in diesem Punkt gleich, berühren sie sich. Ist sie unterschiedlich, schneiden sie sich. (beschissene Formulierung^^)

Das C in der Stammfunktion verschiebt die ganze funktion nur nach oben oder unten, d.h. die Stellen mit der gleichen Steigung bleiben bei jedem C gleich (auch an den Formeln erkennbar). Es muss also nur noch die y-Koordinate des Berührpunkts berechnen.

Die Steigung der Geraden ist bekannt. Jetzt müssen wir nur noch die stellen finden, in denen die Steigung des Graphen genauso groß ist.
mg=mf
2=x2-x
...

Jetzt müssen die Funktion und die Gerade nur noch gleichgesetztn werden(für den gemeinsamen Punkt bzw die gemeinsame y-Koordniate, da ich die Stelle (=x-Koordinate) ja schon kenne).

f(x)=g(x)
Mit den bekannten Stellen
f(2)=g(2)
...

Jetzt klarer?
Antwort
Nickily

Nickily aktiv_icon

13:37 Uhr, 07.09.2008

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Aha verstehe, jetzt kann ich es nachvollziehen,

vielen lieben Dank auch für deine so schnelle antwort du hast mir echt sehr geholfen!Liebe grüße