Umgehungsstraße wie muss ich vorangehen ?


01.03.2020, 21:45

Das ist die Aufgabe :(

1 Antwort

Du stellst ein Gleichungssystem auf und löst es. Folgende Bedingungen sind gegeben:

  • f(0) = 2
  • sprungfrei: f(-2) = f(2) = 0
  • knickfrei: f'(-2) = f'(2) = 0

Hier mal ein beispielhaftes Vorgehen für eine Gleichung vierten Grades der Form f(x) = ax⁴ + bx³ + cx² + dx + e mit der ersten Ableitung f'(x) = 4ax³ + 3bx² + 2cx + d:

2 = f  (0) =                        e
0 = f (-2) =  16a -  8b + 4c - 2d + e
0 = f  (2) =  16a +  8b + 4c + 2d + e
0 = f'(-2) = -32a + 12b - 4c +  d
0 = f' (2) =  32a + 12b + 4c +  d

Ich löse das mal mithilfe des GTRs:

a =  1/8
b =    0
c =   -1
d =    0
e =    2

Das führt zu folgender Funktionsgleichung:

f(x) = 1/8 * x⁴ - x² + 2

Probe:

f  (0) = 2
f (-2) = 1/8 * (-2)⁴ - (-2)² + 2
       = 2 - 4 + 2
       = 0
f  (2) = 1/8 * 2⁴ - 2² + 2
       = 2 - 4 + 2
       = 0
f'(-2) = 1/2 * (-2)³ - 2 * (-2)
       = -4 + 4
       = 0
f' (2) = 1/2 * 2³ - 2 * 2
       = 4 - 4
       = 0

Passt!

Graph:

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 - (Schule, Mathematik)