Analysis der Funktion h(x)

MathematicsAnalysis of Exponential FunctionsMittelSTEM

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3.4 Die Funktion h ist gegeben durch $h(x) = \frac{1}{2}x + 3 - e^{0,5x}, x \in \mathbb{R}$. Ihr Schaubild heißt $K_h$.

3.5 Geben Sie die Gleichung der Asymptote von $K_h$ an.

Untersuchen Sie $K_h$ auf Extrempunkte.

Zeichnen Sie $K_h$ für $-8 \le x \le 4$. (10 Punkte)

3.6 Zeigen Sie, dass die Steigung von $K_h$ in allen Punkten kleiner als 0,5 ist.

(4 Punkte)

Animierte Videolösung

Die erste Hälfte ist kostenlos, die komplette Lösung gibt es in der App.

Schriftliche Lösung Schritt für Schritt

1
Schritt 1

Willkommen! Wir analysieren heute die Funktion h von x. In dieser Aufgabe sollen wir die Asymptote bestimmen, Extrempunkte finden und die Steigung untersuchen.

Kurvendiskussion von $h(x)$

$$h(x) = \frac{1}{2}x + 3 - e^{0,5x}, \quad x \in \mathbb{R}$$

Das Schaubild nennen wir $K_h$.

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Schritt 2

Zuerst suchen wir im Aufgabenteil drei punkt fünf nach der Asymptote. Schauen wir uns das Verhalten der Funktion für x gegen minus unendlich an.


3.5 Asymptote

$$\lim_{x \to -\infty} h(x) = \lim_{x \to -\infty} \left( \frac{1}{2}x + 3 - e^{0,5x} \right)$$
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Schritt 3

Wenn x gegen minus unendlich geht, nähert sich die Exponentialfunktion e hoch null komma fünf x dem Wert Null an.

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Schritt 4

Damit bleibt die Geradengleichung ein halb x plus drei übrig. Das ist unsere schräge Asymptote für x gegen minus unendlich.

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Schritt 5

Als nächstes untersuchen wir die Funktion auf Extrempunkte. Dazu benötigen wir die erste Ableitung der Funktion.

Untersuchung auf Extrempunkte

$$h'(x) = \frac{d}{dx} \left( \frac{1}{2}x + 3 - e^{0,5x} \right)$$
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Schritt 6

Die Ableitung von ein halb x ist ein halb, die Konstante drei fällt weg, und für den Term mit der e-Funktion nutzen wir die Kettenregel.

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Schritt 7

Für einen Extrempunkt muss die erste Ableitung Null sein. Wir setzen den Ausdruck also gleich Null.

$$\frac{1}{2} - 0,5 \cdot e^{0,5x} = 0$$
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Schritt 8

Wir addieren null komma fünf mal e hoch null komma fünf x auf beiden Seiten und erhalten Null komma fünf gleich Null komma fünf mal e hoch null komma fünf x.

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Schritt 9

Teilen wir durch null komma fünf, so bleibt eins gleich e hoch null komma fünf x stehen.

Der Rest der Lösung ist auf Solvi

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