Aussage für alle Stamm-funktionen F von f gilt?

1 Antwort

a)

Die Stammfunktion F von f nimmt auf dem Intervall (a, b) streng monoton zu, wenn dF/dx = f auf diesem positiv ist. Sie nimmt streng monoton ab, wenn dF/dx = f auf diesem negativ ist.

b)

Die Krümmung von F wird durch die zweite Ableitung d²F/dx² = df/dx beschrieben und das Krümmungsverhalten durch das Vorzeichen von d²F/dx² = df/dx bestimmt. In dem vorliegenden Fall gilt

d²F/dx² = df/dx = a*(x - 2)

mit Konstante a > 0, da die Ableitung einer quadratischen Parabel eine Gerade ist, die im Scheitelpunkt verschwindet. Aufgrund des linearen Verlaufs ändert sich somit bei x = 2 das Vorzeichen von d²F/dx² = df/dx und damit das Krümmungsverhalten.

c)

Die Bedingungen für ein lokales Maximum an der Stelle x = 4 lauten:

(i) dF(x=4)/dx = f(x = 4) = 0 --> ist hier erfüllt (notwendige Bedingung)

(ii) d²F(x=4)/dx² = df(x=4)/dx < 0 --> ist hier nicht erfüllt (hinreichendes Kriterium)

Es liegt somit bei x = 4 kein lokales Maximum, sondern ein lokales Minimum vor.

d)

Betrachte die Differenz

F(4) - F(0) = int[0, 4]{ f(x) dx}

welche als Integral von f(x) über das Intervall [0, 4] dargestellt werden kann. Die gerichtete eingeschlossene Fläche zwischen f und der x-Achse über dem Intervall [0, 4] ist nicht 0 sondern offensichtlich negativ, so dass F(4) - F(0) < 0 gilt. Somit stimmt die Aussage F(4) = F(0) nicht!

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Studium der Elektrotechnik (Energie, Automatisierung)