Bestimmung von Funktionstermen einer trigonometrischen Funktion

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3.5 Das Schaubild einer trigonometrischen Funktion verläuft durch den Tiefpunkt $T(0|-4)$ und hat in $H(4|1)$ einen Hochpunkt. Geben Sie zwei mögliche Funktionsterme an. (6 Punkte)

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 zwei mögliche Funktionsterme für eine trigonometrische Funktion finden, deren Graph durch den Tiefpunkt T bei null und minus vier sowie den Hochpunkt H bei vier und eins verläuft.

Trigonometrische Funktionsbestimmung

Gegeben:

$$T(0 | -4) \text{ (Tiefpunkt)}$$
$$H(4 | 1) \text{ (Hochpunkt)}$$
2
Schritt 2

Wir verwenden die allgemeine Sinusform: a mal Sinus von b mal Klammer auf x minus c Klammer zu plus d. Bestimmen wir zuerst die Parameter.

$$f(x) = a \cdot \sin(b(x - c)) + d$$
3
Schritt 3

Der Parameter d ist der Mittelwert der y-Werte. Wir rechnen minus vier plus eins geteilt durch zwei.

Parameterberechnung

$$d = \frac{y_{max} + y_{min}}{2} = \frac{1 + (-4)}{2} = -1.5$$
4
Schritt 4

Die Amplitude a ist der halbe Abstand zwischen dem Maximum und dem Minimum. Eins minus minus vier ist fünf, geteilt durch zwei ergibt zwei komma fünf.

$$a = \frac{y_{max} - y_{min}}{2} = \frac{1 - (-4)}{2} = 2.5$$
5
Schritt 5

Der Abstand der x-Werte vom Tiefpunkt zum Hochpunkt entspricht einer halben Periode. Die halbe Periode ist also vier minus null gleich vier.

$$ \frac{1}{2} p = x_H - x_T = 4 - 0 = 4 \implies p = 8$$
6
Schritt 6

Daraus berechnen wir b als zwei Pi geteilt durch die Periodenlänge acht, was Pi Viertel ergibt.

$$b = \frac{2\pi}{p} = \frac{2\pi}{8} = \frac{\pi}{4}$$

Der Rest der Lösung ist auf Solvi

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