Lösung: Wendepunkte: Unterschied zwischen den Versionen

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Möglicher Wendepunkt bei <math>x = a + 2 \; </math>
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Möglicher Wendepunkt bei <math>x = a + 2 \; </math><br />
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Einstzen des möglichen Wendepunkts in die Funktion.
  
  

Version vom 24. Januar 2010, 14:57 Uhr

y = f_a (x) = ( x - a )\cdot e^{a+2-x} mit x\in R ; a\in R

Inhaltsverzeichnis

Wendepunkte

Zweite Ableitung: siehe Überprüfung des Extrempunkts; 2. Möglichkeit

f_a^{''} (x) = e^{a+2-x}\cdot ( x - a - 2 )

Um mögliche Wendepunkte zu bestimmen benötigt man die zweite Ableitung.

Die zweite Ableitung einer Funktion beschreibt das Krümmungsverhalten dieser. Dieses ändert sich für f_a^{''} (x) = 0\; und deshald könnte ein möglicher Wendepunkt auftreten.


f_a^{''} (x) = 0\;
e^{a+2-x}\cdot ( x - a - 2 ) = 0 \;\;\;\;\;\; | \; e^{a+2-x} > 0
\rightarrow \; ( x - a - 2 ) = 0 \;\;\;\;\;\;\;\; | \; + 2 ; + a
x = a + 2\;


Möglicher Wendepunkt bei x = a + 2 \;
Einstzen des möglichen Wendepunkts in die Funktion.


f_a ( a + 2 ) = ( a + 2 - a )\cdot e^{a+2-(a + 2 )}
= 2\cdot e^{a+2-a - 2 )}
= 2\cdot e^0
= 2\;


\rightarrow mög. WP \; ( a + 2 / 2 )


Überprüfung des Wendepunkts

1. Möglichkeit; H-Methode

Wenn es einen Vorzeichenwechsel (VZW) des Krümmungsverhaltens der Funktion am möglichen Wendepunkt gibt, kann man von einem Wendepunkt sprechen.

\lim_{h\to 0}f_a^{''} ( a + 2 - h ) = \lim_{h\to 0}e^{a + 2 - (a + 2 - h )}\cdot ( a + 2 - h - a - 2 )
=\lim_{h\to 0} e^{a + 2 - a- 2 + h }\cdot (- h)
= \lim_{h\to 0}e^{h }\cdot ( -h )
= \lim_{h\to 0}-h\cdot e^{h }
\lim_{h\to 0}f_a^{''} ( a + 2 - h )<0
\rightarrow An der Stelle \lim_{h\to 0}f_a^{''}( a +2+ h )\; ist der Graph linksgekrümmt.(I)


\lim_{h\to 0}f_a^{''} ( a + 2 + h ) =\lim_{h\to 0} e^{a + 2 - (a + 2 + h )}\cdot ( a + 2 + h - a - 2 )
=\lim_{h\to 0} e^{a + 2 - a- 2 - h }\cdot (+ h)
= \lim_{h\to 0}e^{-h }\cdot ( +h )
= \lim_{h\to 0}+h\cdot e^{-h }
\lim_{h\to 0}f_a^{''} ( a + 2 + h )>0
\rightarrow An der Stelle \lim_{h\to 0}f_a^{'}(a+2-h )\; ist der Graph rechtsgekrümmt.(II)


Aus (I) und (II) folgt:
VZW bei x = a + 2\;
\Rightarrow Wendepunkt bei \;( a + 2 / 2 )\;


zur Verdeutlichung

Krümmungsverhalten
x<2+a x=2+a x>2+a
ea + 2 - x + +
( x - a - 2 ) - +
fa ( x ) - +

\rightarrow WP ( a + 2 / 2 )\;

2. Möglichkeit; 3.Ableitung

Verwendung der dritten Ableitung

f_a (x) = e^{a+2-x}\cdot ( x - a)

f_a^{'} (x) = e^{a+2-x}\cdot ( 1+a-x )

f_a^{''} (x) = e^{a+2-x}\cdot ( x - a - 2 )


Um die dritte Ableitung zu bekommen muss man hier die Produktregel verwenden. [Hilfe zur Produktregel]

f_a^{'''} (x) = e^{a+2-x}\cdot ( x - a - 2 )\cdot (-1) + 1\cdot e^{a+2-x}
= e^{a+2-x}\cdot ( a + 2 - x + 1 )
= ( a + 3 - x )\cdot e^{a+2-x}

Wenn die dritte Ableitung am möglichen Wendepunkt ungleich Null ist, liegt ein Wendepunkt vor.

f_a^{'''} ( a + 2 ) = ( a + 3 - ( a + 2 ))\cdot e^{a + 2 - ( a + 2 )}
= ( a + 3 - a - 2 ) \cdot e^{a + 2 - a - 2 }
= 1\cdot e^{0}
= 1\;
> 0\;

\rightarrow WP ( a + 2 / 2 )\;

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