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Kurvendiskussion: Funktion 4. Grades
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 12:45 Fr 07.01.2005
Autor: Jack

Hallo Leute!
Ich habe ein echt großes Problem, was so schnell wie möglich gelöst werden muss. Das Problem liegt dei der Kurvendiskussion, wobei ich nur Hilfe bei der Berechung der Extrem- und Wendepunkten habe. Es wäre sehr nett, wenn jemand das berechnen könnte, so als Musterbeispiel.
Die Funktion lautet:

[mm] f(x)=x^4-2x^3-19x^2+8x+60 [/mm]

Die Ableitungen kriege ich auch noch hin:

[mm] f'(x)=4x^3-6x^2-38x+8 [/mm]
[mm] f''(x)=12x^2-12x-38 [/mm]
f'''(x)=24x-12

Jetzt ist das Problem, die Ableitungen =0 zu setzen und die Werte herauszubekommen, wie es ja bei den Extrempunkten mit f'(x)=0 und bei den Wendepunkten mit f''(x)=0 sein muss.

Bitte helft mir!!!
Vielen Dank auch schon mal

Ich habe diese Frage auch in folgenden Foren auf anderen Internetseiten gestellt
[www.matheboard.de]

        
Bezug
Kurvendiskussion: Hinweise
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 13:27 Fr 07.01.2005
Autor: Loddar

Hallo Jack,

[willkommenmr] !!

> Es wäre sehr nett, wenn jemand das berechnen könnte,
> so als Musterbeispiel.

Berechnen werden wir das hier nicht. Wir sind ja keine Lösungsmaschine ...

Aber ein paar Tipps bekommst Du natürlich schon ;-).


> Die Funktion lautet:
> [mm]f(x)=x^4 - 2x^3 - 19x^2 + 8x + 60[/mm]
>  
> Die Ableitungen kriege ich auch noch hin:
> [mm]f'(x)=4x^3-6x^2-38x+8[/mm]
> [mm]f''(x)=12x^2-12x-38[/mm]
> f'''(x)=24x-12

[daumenhoch]


> Jetzt ist das Problem, die Ableitungen =0 zu setzen und die
> Werte herauszubekommen, wie es ja bei den Extrempunkten mit
> f'(x)=0 und bei den Wendepunkten mit f''(x)=0 sein muss.

Für die Nullstellen der 1. Ableitung (Extremwertbestimmung) muß man erst mal etwas probieren, dabei empfehlen sich alle (positiven und negativen) Teiler des Absolutgliedes, nach dem Ausklammern von 4 (Wert vor [mm] $x^3$). [/mm]
hier: [mm] $\bruch{8}{4} [/mm] = +2$ : [mm] $\pm1$, $\pm2$ [/mm]

Mit einer solchen gefundenen Lösung kann man dann eine MBPolynomdivision durchführen und erhält eine quadratische Gleichung.

Sollte es keine ganzzahligen Lösungen geben (was ich fast befürchte), gibt es Näherungsverfahren, z.B. das MBNewton-Verfahren.


Bei der 2. Ableitung handelt es sich ja um eine quadratische Gleichung. Diese kann nach einer kurzer Umformung in die Normalform mit der MBPQFormel gelöst werden ...


Kommst du nun alleine weiter?

Loddar




Bezug
                
Bezug
Kurvendiskussion: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 14:57 Fr 07.01.2005
Autor: Jack

Danke Loddar!
Du hast mir auf jeden Fall geholfen! Zwar kann ich das mit den Näherungswerten nicht, aber wenigstens die Polynomdivision. Gut, dass nur die Polynomdivision in der Arbeit vorkommen wird.
Trotzdem vielen Danke nochmals!!!


Bezug
                        
Bezug
Kurvendiskussion: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 15:10 Fr 07.01.2005
Autor: Bastiane


> Danke Loddar!
>  Du hast mir auf jeden Fall geholfen! Zwar kann ich das mit
> den Näherungswerten nicht, aber wenigstens die
> Polynomdivision. Gut, dass nur die Polynomdivision in der
> Arbeit vorkommen wird.
>  Trotzdem vielen Danke nochmals!!!

Hallo!
Ich habe mir deine Aufgabe mal gerade angeschaut, ich sehe auch keine Lösungen, die sich ohne Näherungsverfahren bestimmen lassen. Allerdings glaube ich nicht, dass ihr so etwas auf der Schule schon machen müsst, deswegen mal eine Frage:
Kann das sein, dass du dich vielleicht irgendwo beim Abschreiben vertan hast? Schon ein Vorzeichenfehler oder eine einzige falsche Zahl kann die ganze Funktion wesentlich "schwieriger" machen.
Ansonsten würde mich mal interessieren, wie ihr die Aufgabe auf der Schule lösen sollt. :-)
Oder hast du dir die Aufgabe einfach so spontan ausgedacht?

Viele Grüße
Bastiane
[cap]


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Kurvendiskussion: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 16:59 Fr 07.01.2005
Autor: Jack

Nein, solche Aufgaben haben wir bis jetzt noch nicht gemacht. Aber ich habe mir gedacht "alles ist möglich" und habe mir selbst eine Aufgabe ausgedacht, indem ich mir selbst die Nullstellen vorgegeben habe und daraus dann 4 Terme gebildet habe, welche ich dann ausmultipliziert habe:

(x+3)(x-5)(x+2)(x-2)

das sind dann die Nullstellen:

x=-3
x=5
x=-2
x=2

Vielleicht habe ich es mir ein bisschen zu kompliziert gemacht und hoffe, dass so was auch nicht in der Arbeit vorkommt.

Gruß Jackk



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Bezug
Kurvendiskussion: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 18:00 Fr 07.01.2005
Autor: Loddar

Hallo Jack!

Einen ähnlichen "Verdacht" wie Bastiane hatte ich auch bereits (von wegen falsch abgeschrieben ...)

> Nein, solche Aufgaben haben wir bis jetzt noch nicht
> gemacht. Aber ich habe mir gedacht "alles ist möglich" und
> habe mir selbst eine Aufgabe ausgedacht, ...

Sehr löblich ;-)

> ... indem ich mir selbst die Nullstellen vorgegeben habe und daraus
> dann 4 Terme gebildet habe, welche ich dann ausmultipliziert
> habe:
>  
> (x+3)(x-5)(x+2)(x-2)
>  
> das sind dann die Nullstellen:
>
> x=-3
> x=5
> x=-2
> x=2

Diese Nullstellen hatte ich auch erhalten, aber das hat uns bei den Ableitungen ja auch nicht wirklich weitergeholfen ;-).

Wenn Du sichergehen willst , daß auch in der/den Ableitung(en) "glatte" Nullstellen auftreten, kannst Du einfach doppelte oder dreifache Nullstellen wählen, z.B. $y = [mm] (x-4)^2 [/mm] * [mm] (x+1)^3$. [/mm]

Hiertreten beide Nullstellen auch garantiert in der 1. Ableitung auf, bei x=-1 sogar in der 2. Ableitung.


> Vielleicht habe ich es mir ein bisschen zu kompliziert
> gemacht und hoffe, dass so was auch nicht in der Arbeit
> vorkommt.

Das kann ich mir nicht  vorstellen. Lehrer sind ja keine Sadisten (auch wenn diese Meinung weitläufig verbreitet ist unter den Schülern).
Im "Normalfall" gibt es schon Aufgaben mit glatten Ergebnissen ...


Loddar


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Kurvendiskussion: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 20:56 Fr 07.01.2005
Autor: Jack

OK, danke Loddar für den Tipp!!!
Nein, ich will ja auch nicht behaupten, dass Lehrer Sadisten sind.
Außerdem fand ich es auch mal ganz interessant so eine Funktion zu rechnen, besser gesagt mal zu probieren zu lösen.

Gruß Jack

PS: Wo kann ich so cool Smileys finden beim Verfassen von Texten?

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