Eigenschaften einer trigonometrischen Funktion h(x)

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Gegeben ist die trigonometrische Funktion $h$ mit $h(x) = 2\cos(\frac{\pi}{3}x) - 1$, $x \in [-4; 8]$. Ihr Schaubild ist $K_h$.

3.6 Geben Sie die Periode und den Wertebereich der Funktion $h$ an. (3 Punkte)

3.7 Berechnen Sie die Nullstellen der Funktion $h$. (5 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 untersuchen wir die trigonometrische Funktion h von x. Gegeben ist h von x gleich zwei mal Kosinus von pi drittel x minus eins.

Trigonometrische Funktion h(x)

$$h(x) = 2 \cos\left(\frac{\pi}{3}x\right) - 1, \quad x \in [-4; 8]$$
2
Schritt 2

Beginnen wir mit Aufgabe drei punkt sechs. Wir sollen die Periode und den Wertebereich bestimmen. Die allgemeine Form einer Kosinusfunktion hilft uns hier weiter.

3.6 Periode und Wertebereich

$$f(x) = a \cos(b \cdot x) + d$$
3
Schritt 3

Die Periode P berechnet sich aus zwei pi geteilt durch den Betrag von b. In unserem Fall ist b gleich pi drittel.

$$P = \frac{2\pi}{|b|} = \frac{2\pi}{\frac{\pi}{3}}$$
4
Schritt 4

Wenn wir durch den Bruch teilen, multiplizieren wir mit dem Kehrwert. Pi kürzt sich heraus, und es bleibt zwei mal drei, also sechs.

5
Schritt 5

Kommen wir zum Wertebereich. Die Kosinusfunktion schwankt zwischen minus eins und eins.

$$-1 \leq \cos\left(\frac{\pi}{3}x\right) \leq 1$$
6
Schritt 6

Da die Amplitude zwei ist und die Funktion um eins nach unten verschoben wird, berechnen wir das Minimum und Maximum.

$$y_{min} = 2(-1) - 1, \quad y_{max} = 2(1) - 1$$
7
Schritt 7

Das ergibt einen Wertebereich von minus drei bis eins.

8
Schritt 8

In Aufgabe drei punkt sieben berechnen wir die Nullstellen. Dazu setzen wir h von x gleich null.

3.7 Nullstellen berechnen

$$2 \cos\left(\frac{\pi}{3}x\right) - 1 = 0$$

Der Rest der Lösung ist auf Solvi

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