Analysis einer Sinusfunktion

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Die Funktion $g$ ist für $-2 \le x \le 6$ gegeben durch $g(x) = -1,5 \sin(x) - 2$. Ihr Schaubild ist $K_g$.

4.4 Bestimmen Sie die Koordinaten der Extrem- und Wendepunkte von $K_g$. Zeichnen Sie $K_g$. (7 Punkte)

Animierte Videolösung

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

Schriftliche Lösung Schritt für Schritt

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Schritt 1

Wir betrachten die trigonometrische Funktion g von x gleich minus eins Komma fünf Sinus von x minus zwei im Bereich von minus zwei bis sechs. Unsere Aufgabe ist es, die Extrempunkte und Wendepunkte zu finden.

Analyse der Funktion $g(x)$

$$g(x) = -1,5 \sin(x) - 2$$

Definitionsbereich: $x ∈ [-2, 6]$

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Schritt 2

Um die Extrem- und Wendepunkte zu bestimmen, benötigen wir die ersten beiden Ableitungen der Funktion. Lassen Sie uns diese berechnen.

$$g'(x) = -1,5 \cos(x)$$
$$g''(x) = 1,5 \sin(x)$$
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Schritt 3

Zuerst suchen wir die Extrempunkte. Dazu setzen wir die erste Ableitung gleich null.

1. Extrempunkte bestimmen

$$g'(x) = 0$$
$$-1,5 \cos(x) = 0$$
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Schritt 4

Das bedeutet, dass der Kosinus von x null sein muss. Im Bereich von minus zwei bis sechs tritt dies an zwei Stellen auf.

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Schritt 5

Die Lösungen für Kosinus gleich null sind pi halbe und drei pi halbe. In Dezimalzahlen ausgedrückt sind das etwa eins Komma fünf sieben und vier Komma sieben eins.

$$x_1 = \frac{\pi}{2} \approx 1,57 \quad x_2 = \frac{3\pi}{2} \approx 4,71$$
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Schritt 6

Diese Werte liegen beide innerhalb unseres Intervalls von minus zwei bis sechs.

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Schritt 7

Nun bestimmen wir die Art der Extrema mit der zweiten Ableitung und berechnen die y-Koordinaten. Wir setzen x eins gleich pi halbe ein.

Art der Extrema & Koordinaten

$$g''\left(\frac{\pi}{2}\right) = 1,5 \sin\left(\frac{\pi}{2}\right) = 1,5 > 0$$
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Schritt 8

Da die zweite Ableitung positiv ist, handelt es sich um einen Tiefpunkt. Der Funktionswert an dieser Stelle ist minus eins Komma fünf minus zwei, also minus drei Komma fünf.

$$T\left(\frac{\pi}{2} \mid -3,5\right)$$

Der Rest der Lösung ist auf Solvi

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