Analysis von Funktionsgraphen und Wertetabellen

MathematicsDifferential Calculus and Curve SketchingMittelSTEM

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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 $f''(x)$.

Animierte Videolösung

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

Schriftliche Lösung Schritt für Schritt

1
Schritt 1

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

2
Schritt 2

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.

$$f(-2) = 0 \quad \text{(Korrekt)}$$
3
Schritt 3

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.

$$f(0) = 3 \neq 2 \quad \text{(Fehler 1)}$$
4
Schritt 4

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.

$$f(2) = 0 \quad \text{(Korrekt)}$$
$$f(4) > 0 \neq 0 \quad \text{(Fehler 2)}$$
5
Schritt 5

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

$$f'(-2) = 0 \quad \text{(Korrekt)}$$

Der Rest der Lösung ist auf Solvi

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Fach
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Differential Calculus and Curve Sketching
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