Gegeben ist die Funktion f(x)=31x3−2x2+3x+1.
- (a) Bestimmen Sie f′(x). (2 BE)
- (b) An welchen Stellen hat der Graph von f die Steigung 0? Geben Sie die zugehörigen Tangentengleichungen an. (4 BE)
- (c) Bestimmen Sie alle Stellen, an denen die Tangente an f parallel zur Geraden y=x−5 verläuft. Geben Sie die Tangentengleichung an. (4 BE)
f′(x)=x2−4x+3
f′(x)=x2−4x+3
f′(x)=0⇒x2−4x+3=0
Quadratische Formel oder Vieta (p=−4, q=3):
x1,2=24±16−12=24±2
x1=1,x2=3
Funktionswerte:
f(1)=31−2+3+1=37≈2,33
f(3)=9−18+9+1=1
Tangentengleichungen (waagerechte Tangenten):
t1(x)=37,t2(x)=1
Die Gerade y=x−5 hat die Steigung m=1. Gesucht: f′(x)=1.
x2−4x+3=1⇒x2−4x+2=0
x1,2=24±16−8=24±22=2±2
x1=2−2≈0,586,x2=2+2≈3,414
Funktionswerte mit u=2−2:
u2=6−42,u3=20−142
f(u)=320−142−2(6−42)+3(2−2)+1=35+2
Analog für v=2+2:
f(v)=35−2
Tangentengleichung t(x)=1⋅(x−x0)+f(x0):
t1(x)=x−(2−2)+35+2=x−31+342
t2(x)=x−(2+2)+35−2=x−31−342
t1(x)=x+342−1,t2(x)=x−342+1
| Frage | Antwort |
|---|
| f′(x) | x2−4x+3 |
| Stellen mit Steigung 0 | x1=1, x2=3 |
| Waagerechte Tangenten | t1(x)=37, t2(x)=1 |
| Stellen mit Steigung 1 | x1=2−2, x2=2+2 |