Analysis von Funktionsgraphen und Wertetabellen
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1.4 Skizzieren Sie das Schaubild mit der Gleichung $y = -x^4 + 1$. (3 Punkte)
1.5 Gegeben ist das Schaubild $K_f$ einer Funktion $f$ sowie eine Wertetabelle von $f$, $f'$ sowie $f''$. Die Wertetabelle enthält genau vier Fehler.
Begründen Sie, welche Werte nicht mit dem Schaubild $K_f$ übereinstimmen.
$$\begin{array}{|c|c|c|c|c|} \hline x & -2 & 0 & 2 & 4 \\ \hline f(x) & 0 & 2 & 0 & 0 \\ \hline f'(x) & 0 & 0,8 & 3,2 & -7,2 \\ \hline f''(x) & -3 & -2,4 & 0 & 12 \\ \hline \end{array}$$
(8 Punkte)
Diese Aufgabe enthält visuelle Inhalte: Das Bild zeigt einen Graphen einer Funktion $K_f$ auf einem Koordinatensystem und eine dazugehörige Wertetabelle. Der Graph hat Nullstellen bei ca. $x = -2$, $x = 2$ und $x = 3.5$. Ein lokales Minimum liegt bei $x = -2$, ein lokales Maximum bei ca. $x = 0.5$ und ein weiteres lokales Minimum bei ca. $x = 3$. Die y-Achse zeigt Werte von -2 bis 3, die x-Achse von -3 bis 4. Die Tabelle listet Werte für $x$ ($-2, 0, 2, 4$), $f(x)$, $f'(x)$ und $f''(x)$.
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Schriftliche Lösung Schritt für Schritt
In dieser Aufgabe sollen wir eine Wertetabelle auf Fehler überprüfen, indem wir sie mit dem Graphen der Funktion vergleichen. Es gibt genau vier Fehler zu finden.
Analyse der Wertetabelle
Schauen wir uns zuerst die Funktionswerte f von x an. Bei x gleich minus zwei berührt der Graph die x-Achse. Der Wert Null in der Tabelle ist also korrekt.
Bei x gleich Null sehen wir am Graphen, dass der Funktionswert bei plus drei liegt. In der Tabelle steht jedoch zwei. Das ist unser erster Fehler.
An der Stelle x gleich zwei schneidet der Graph die x-Achse, also ist der Wert Null korrekt. Bei x gleich vier steigt der Graph steil an, der Wert Null in der Tabelle widerspricht dem Graphen deutlich. Das ist der zweite Fehler.
Kommen wir nun zur ersten Ableitung, die die Steigung des Graphen beschreibt. Bei x gleich minus zwei hat die Funktion einen Tiefpunkt, die Steigung muss also Null sein. Der Tabellenwert ist korrekt.
Analyse der Ableitungen
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