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Unterschied, HoP, TiP, TeP und WeP

Schüler Berufsoberschulen, 12. Klassenstufe

Extremwerte

Tags: Extremwert, Unterscheidung der Art der Horizontalpunkte

 
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Nela1

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11:57 Uhr, 05.04.2010

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Hallo,

mal wieder eine Frage, die mir bis jetzt nie richtig beantwortet werden konnte.

Wir haben das Thema Kurvendiskussionen.
Dabei haben wir verschiedene Punkte, wir dazu Kriterien aufgeschrieben die allerdings irgendwie nicht so wirklich passen. Vielleicht kann mir hier jemand den genauen Unterschied zwischen Hochpunkt, Tiefpunkt, Terassenpunkt und Wendepunkt erläutern.

Das Kriterium die wir aufgeschrieben haben:
Tiefpunkt -> f'=0, f''>0
Hochpunkt -> f'=0, f''<0
Wendepunkt -> f''=0, f'' nicht 0
Terassenpunkt -> f'=0, f''=0, f''' nicht 0

Mein Problem ist, wo seh ich denn wann eine Ableitung 0 ist.
Seh ich das daran, dass zum Beispiel bei der Extremwertbestimmung mit der ersten Ableitung x=0 rauskommt oder wo seh ich dass eine Ableitung 0 ist.

Vielen Dank für eure Hilfe.



Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Hierzu passend bei OnlineMathe:
Online-Nachhilfe in Mathematik
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Shipwater

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13:45 Uhr, 05.04.2010

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Bei Wendepunkt muss es heißen f''=0 und f'''0

Wenn du zum Beispiel das Extremum von x2 ermitteln willst, dann bildest du erstmal die erste Ableitung:
f(x)=x2
f'(x)=2x
Und jetzt suchst du Nullstellen dieser ersten Ableitung, also Stellen an denen die Steigung von f(x) Null ist:
2x=0
x=0
Bei x=0 ist also die Steigung Null. Das kann jetzt aber trotzdem noch ein Hoch-, ein Tief- oder ein Terassenpunkt sein. Die zweite Ableitung hilft hier weiter:
f''(x)=f''(0)=2>0 Tiefpunkt
Somit hat f(x)=x2 den Tiefpunkt T(0|0)

Shipwater
Nela1

Nela1 aktiv_icon

18:19 Uhr, 06.04.2010

Antworten
Okay danke.
Und wann seh ich ob der Tiefpunkt auch ein Wendepunkt ist?
Und wann ist es ein Terassenpunkt?
Antwort
pleindespoir

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18:34 Uhr, 06.04.2010

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Bei wikipedia ist unter dem Begriff Kurvendiskussion eine Liste dieser Begriffe mit deren Eigenschaften zu finden.
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CKims

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18:39 Uhr, 06.04.2010

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hallo,

ja die kriterien sind so aufgeschrieben sehr kurzgefasst.

zuerst bildest du die erste ableitung f'(x). dann versuchst du ein x zu finden, so dass das ergebnis der ersten ableitung null wird. findest ein solches x (koennen auch mehrere sein) hast du einen moeglichen tiefpunkt vor dir liegen. du bist dir aber noch nicht sicher. um sicher zu gehen bildest du die zweite ableitung. dort setzt du dein gefundenes x ein. ist das ergebnis groesser null, so hast du gewonnen. dann kannst du ganz sicher sagen dass du bei deinem gefundenen x einen tiefpunkt hast. ist er groesser als null, hast du auch gewonnen, dann bist du dir sicher dass du dort einen hochpunkt hast. kommt aber wieder null raus, hast du verloren. dann weisst du nicht viel mehr als vorher. dann bildest du die dritte ableitung und setzt dort dein gefundenes x ein. kommt was von null verschiedenes raus, hast du dirch noch gerettet. dann ist es ein terassenpunkt. kommt jedoch wieder null raus, waren deine versuche vergebens und du weisst wieder nicht vielmehr als vorher. dann muss man andere tricks anwenden. ich schlage jedoch vor, dass du erstmal mit diesen mitteln arbeitest bis du diese erstmal richtig verstanden hast^^

lg
Nela1

Nela1 aktiv_icon

19:06 Uhr, 06.04.2010

Antworten
Super danke.
Also hab ich nur dann eine Wendepunkt wenn bei der zweiten Ableitung wieder 0 rauskommt oder?
Antwort
pleindespoir

pleindespoir aktiv_icon

19:21 Uhr, 06.04.2010

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Wendepunkt:

Als Wendepunkte bezeichnet man diejenigen Punkte, in denen der gegebene Funktionsgraph zwischen Links- und Rechtskrümmung wechselt. Die Art der Krümmung lässt sich - unter gewissen Voraussetzungen - am Vorzeichen der zweiten Ableitung f ''(x) erkennen. Positives Vorzeichen lässt auf Linkskrümmung schließen, negatives Vorzeichen auf Rechtskrümmung. Beim Standardverfahren zur Bestimmung der Wendepunkte setzt man daher die zweite Ableitung gleich 0. Die Lösungen der Gleichung f ''(x) = 0 (siehe notwendige Bedingung) kommen als Wendestellen in Frage. Mit einer der unten aufgeführten hinreichenden Bedingungen weist man anschließend nach, dass tatsächlich ein Wendepunkt vorliegt.

Notwendige Bedingung:

fʺ(x0)=0.

Hinreichende Bedingung: Wert der dritten Ableitung

Die zuletzt genannte Bedingung ist nicht hinreichend, sodass weitere Untersuchungen durchzuführen sind. Eine häufig zum Nachweis von Wendepunkten verwendete hinreichende Bedingung beruht auf der dritten Ableitung:

1. fʺ(x0)=0
und
2. f(x0)0,

so hat der Graph von f an der Stelle x0 eine Wendestelle.

Ist an der Stelle x0 neben der zweiten Ableitung auch die dritte Ableitung gleich 0, so versagt das zuletzt genannte Kriterium. In diesem Fall untersucht man, ob die zweite Ableitung bei x0 das Vorzeichen wechselt.

1. fʺ(x0)=0,
2. fʺ(x)<0fürx<x0
und
3. fʺ(x)>0fürx>x0

oder

1. fʺ(x0)=0,
2. fʺ(x)>0fürx<x0
und
3. fʺ(x)<0fürx>x0

so hat der Graph von f an der Stelle x0 eine Wendestelle.

Quelle:
http//de.wikipedia.org/wiki/Kurvendiskussion#Wendepunkte

Edit: Obiger Wikiartikel erscheint hier in gekürzter Form.

Antwort
CKims

CKims aktiv_icon

19:21 Uhr, 06.04.2010

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auf den wendepunkt bin ich bei meiner erklaerung nicht genauer eingegangen. du musst aber deine kriterien so wie sie aufgeschrieben sind folgendermassen verstehen. zuerst versuchst du das am weitesten links stehende kriterium zu erfuellen, indem du nach dem richtigen x suchst. dann guckst du, ob auch die weiteren kriterien, die dahinterstehen, auch noch erfuellt sind.

also kriterien fuer wendepunkt

f''(x)=0,f'''(x)0

versuch links stehendes kriterium zu erfuellen. also bilde ich die zweite ableitung und versuche ein x zu finden, so dass das ergebnis null ist (koennen meherere x oder sogar gar kein x sein). habe ich ein solches x gefunden, habe ich einen moeglichen wendepunkt vor mir liegen. bin mir aber noch nicht ganz sicher. denn da gibt es ja noch weitere kriterien. also bilde ich die dritte ableitung und setze dort mein gefundenes x ein. ist das ergebnis ungleich null hab ich gewonnen. damit sind alle kriterien fuer mein gefundenes x erfuellt. da ist also ein wendepunkt. ist das ergebnis jedoch wieder null, hab ich verloren. ich weiss wieder nicht viel mehr als vorher. muss mich weiterer tricks bemuehen. das aber wie schon gesagt spaeter^^
Frage beantwortet
Nela1

Nela1 aktiv_icon

07:48 Uhr, 12.05.2010

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Vielen Dank für die Hilfe.