Lösung: Wendepunkte

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

Wendepunkte

Um mögl. Wendepunkte zu bestimmen benötigt man die zweite Ableitung.

Zweite Ableitung: siehe Überprüfung des Extrempunkts; 2. Möglichkeit

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

Mögl. Wendepunkte tretten für $f_a^{''} (x) = 0\;$ auf.

$f_a^{''} (x) = 0\;$

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

   $\rightarrow \; ( x - a - 2 ) = 0 \;\;\;\;\;\; | \;  + 2 ; + a$

               $x = a + 2\;$

Möglicher Wendepunkt bei $x = a + 2 \;$

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

                      $= 2\cdot e^{a+2-a - 2 )}$

                      $= 2\cdot e^0$

                      $= 2\;$

$\rightarrow$ mög. WP $\; ( a + 2 / 2 )$

Überprüfung des Wendepunkts

1. Möglichkeit

H-Methode , VZW des Krümmungsverhaltens

f_a ( a + 2 + - h ) = e^{a + 2 - (a + 2 - h )} ( a + 2 - h - a - 2 )

                                          = ea + 2 - a - 2 + h )  ( -h )
                                          = e^h ( -h )
                                          = -h e^h
                                          lim h --> 0 ............

f_a ( a + 2 + + h ) = e^{a + 2 - (a + 2 + h )} ( a + 2 + h - a - 2 )

                                          = ea + 2 - a - 2 - h )  ( h )
                                          = e^h ( h )
                                          = h e^h

                                          lim h --> 0 ............

--> VZW bei x = a + 2
--> 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 )		-		+

--> WP ( a + 2 / 2 )

2. Möglichkeit Verwendung der dritten Ableitung

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

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

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

                               = ea + 2 - x  ( a + 2 - x + 1 )
                               = ( a + 3 - x ) ea + 2 - x 

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

f_a ( a + 2 ) = ( a + 3 - ( a + 2 )) e^{a + 2 - ( a + 2 )}

                                     = ( a + 3 - a - 2 ) ea + 2 - a - 2 ) 
                                     = 1 e^0
                                     = 1 
                                     > 0

--> WP ( a + 2 / 2 )