Kurvendiskussion und Integralrechnung

MathematicsDifferential and Integral CalculusMittel

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Aufgabe 4

(30 Punkte)

Gegeben ist die Funktion $f$ mit $f(x) = \frac{1}{4}x^3 - \frac{3}{4}x^2, x \in \mathbb{R}$. Ihr Schaubild ist $K_f$.

4.1

Ermitteln Sie die Schnittpunkte von $K_f$ mit der x-Achse. Berechnen Sie die Koordinaten der Hoch- und Tiefpunkte von $K_f$. Zeichnen Sie das Schaubild für $-2 \le x \le 5$. (9 Punkte)

4.2

Zeigen Sie, dass die Gerade $g: y = \frac{9}{4}x + \frac{5}{4}$ das Schaubild $K_f$ in $R(-1|-1)$ berührt und in $S(5|12,5)$ schneidet.

Berechnen Sie den Inhalt der Fläche, welche von der Geraden $g$ und $K_f$ eingeschlossen wird. (8 Punkte)

Animierte Videolösung

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

Schriftliche Lösung Schritt für Schritt

1
Schritt 1

Today we will tackle task four point one, involving a cubic function f of x. We need to find its x-intercepts, local extrema, and then sketch its graph.

Aufgabe 4.1

$$f(x) = \frac{1}{4}x^3 - \frac{3}{4}x^2$$
2
Schritt 2

First, let's find the intersection points with the x-axis, also known as the roots. We set the function equal to zero.

1. Schnittpunkte mit der x-Achse

$$0 = \frac{1}{4}x^3 - \frac{3}{4}x^2$$
3
Schritt 3

To solve this, we can factor out one-fourth x squared from both terms.

4
Schritt 4

Using the zero-product property, we find two roots. x equals zero is a double root, and x equals three is a single root.

5
Schritt 5

So, our intersection points are N-one at zero zero and N-two at three zero.

6
Schritt 6

Now, let's find the coordinates of the relative maximum and minimum points. We begin by finding the first derivative.

2. Extrema

$$f'(x) = \frac{3}{4}x^2 - \frac{3}{2}x$$
7
Schritt 7

We also need the second derivative to check the nature of these points later.

$$f''(x) = \frac{3}{2}x - \frac{3}{2}$$
8
Schritt 8

For horizontal tangents, we set the first derivative to zero.

$$0 = \frac{3}{4}x^2 - \frac{3}{2}x$$

Der Rest der Lösung ist auf Solvi

7 weitere Schritte sind gesperrt. Sieh dir die komplette animierte Lösung kostenlos an.

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Fach
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Differential and Integral Calculus
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