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Funktionenschar

Schüler Gymnasium, 12. Klassenstufe

Tags: Funktionenschar, Ortskurve, Parameter

 
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Darky

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18:30 Uhr, 08.09.2009

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Gegeben ist die Funktionenschar f(x)=(x2-1)(x-k),kR

a) Zeigen Sie, dass sich alle Funktionsgraphen in 2 Punkten schneiden.

b) Bestimmen Sie k so, dass der Graph von f die x-Achse berührt.



Meine Überlegungen zu a)

Gemeinsame Punkte 2er Graphen ermittelt man, indem man diese gleichsetzt.
Ich könnte also in die erste Funktion zum Beispiel für k=1 (beliebig gewählt) und in eine weitere Funktion k=2 (beliebig gewählt) setzen und die Funktionen gleichsetzen.
Dann würde ich das Ergebnis in eine weitere Gleichung einsetzen (zum Beispiel für k=3) um zu überprüfen, ob der ermittelte Punkt der gemeinsame aller Graphen ist, unabhängig von k.
Kann man so vorgehen wie beschrieben?


Meine Überlegungen zu b):

Damit der Graph die x-Achse nur berührt aber nicht schneidet, müsste man die Hoch bzw. Tiefpunkte ermitteln, deren y-Koordinate 0 ist.
Somit wäre f Strich (x) nullzusetzen....jedoch hätte ich in diesem Fall beim Lösen der Gleichung Probleme, da wir derartige Gleichungen bisher nur mit dem Taschenrechner ermittelt haben, jedoch nicht schriftlich, wie es die Aufgabe erfordert.
Gibt es andere Möglichkeiten, Ansätze?

thx für jegliche Hilfe


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.)
Hierzu passend bei OnlineMathe:
Funktionenschar (Mathematischer Grundbegriff)
Online-Nachhilfe in Mathematik
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bruchspezialistin

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18:37 Uhr, 08.09.2009

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Zu a): Schaue Dir einmal den Funktionsterm an. Du hast ein Produkt. Was ist das Besondere an einem Produkt?
Darky

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18:42 Uhr, 08.09.2009

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Sry, ich weiß leider nicht genau, worauf du hinauswillst.
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bruchspezialistin

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18:45 Uhr, 08.09.2009

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Nun, ein Produkt hat 0 als Ergebnis, sobald einer der Faktoren 0 ergibt. Wann wird der erste Faktor (x2-1)=0? In diesem Term kommt kein k vor, also muss für alle Funktionsscharen für diese x-Werte der Faktor und somit der Funktionswert 0 ergeben.
Darky

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18:51 Uhr, 08.09.2009

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(12-1) bzw. ((-1)2-1) würden 0 als Faktor ergeben...dh -1 und 1 wären zusammen mit den entsprechenden y-Werten die gemeinsamen Punkte aller Graphen?
Darky

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18:54 Uhr, 08.09.2009

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Punkt 1:(-1 und 0)
Punkt 2:(1 und 0)

Aber: Wie begründest du den Ansatz, den Term (x2-1)=0 zu setzen, um gemeinsame Punkte zu ermitteln?
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bruchspezialistin

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19:01 Uhr, 08.09.2009

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Der Definitonsbereich der Funktion ist sicher xR. Also gehören auch die Werte x=-1 und x=1 zum Definitionsbereich. Und für diese Werte wird der Term, egal welchen Wert k hat, immer 0. Also muss für alle Funktionen dieser Schar gelten P1(-1,0) und P2(1,0) sind Punkte des Graphen.
Darky

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19:04 Uhr, 08.09.2009

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Vielen Dank für die Erklärung.
Kann jemand etwas zu Aufgabe b) sagen?
Antwort
bruchspezialistin

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19:09 Uhr, 08.09.2009

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Zu b): Schneiden wird der Graph die x-Achse immer. Eben wegen der beiden Punkte aus Aufgabenteil a). Ich denke, es ist gemeint, dass er in einem dritten Punkt eine Tangente parallel zur x-Achse hat. Da ist Deine Überlegung also gar nicht so verkehrt. Bestimme doch mal die Gleichung für f'(x).
Darky

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19:12 Uhr, 08.09.2009

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f(x)=x3-x2k-x+k
f Strich (x) =3x2- 2kx -1
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BjBot

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20:52 Uhr, 08.09.2009

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Zwei verschiedene Graphen schneiden sich vielleicht in ihren von k unabhängigen Nullstellen, aber jeder Graph für sich kann die x-Achse ja auch berühren und das ist auch offensichtlich für |k|=1 der Fall wenn man mal an mehrfache Nullstellen denkt.
Insofern wird die Überlegung mit einem dritten Punkt wohl zu nichts führen.



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bruchspezialistin

bruchspezialistin aktiv_icon

21:33 Uhr, 08.09.2009

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Stimmt, das war mir in der Zwischenzeit auch aufgegangen, dass x=-1 oder x=1 wahrscheinlich mehrfache Nullstelle sind. Man kann sich auch überlegen, wie die Graphen für k=-1 oder k=1 aussehen. Also welches Vorzeichen jeder Faktor jeweils hat. Dann sieht man an der Skizze ziemlich schnell, dass der Berührpunkt nur bei (-1;0) und (1;0) sein kann.

Rechnerisch muss gelten:

(1) f(x)=0

und

(2) f'(x)=0
Darky

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17:12 Uhr, 09.09.2009

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Könnte jemand noch einmal die letzten Antworten verständlich zusammenfassen bzw. Lösungen angeben, an denen ich mich orientieren kann? Stehe gerade auf dem berühmten Schlauch...thx
Darky

Darky aktiv_icon

18:54 Uhr, 09.09.2009

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Könnte mir jemand unter die Arme greifen und zu beiden Aufgaben einen kurzen Lösungsweg samt Lösung angeben? thx
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