Bestimme rechnerisch die lokalen Extrema der Funktion mit der Gleichung:
f(x)=x3+x2âx+1
Bilde die ersten beiden Ableitungen:
fâČ(x)=3x2+2xâ1
fâČâČ(x)=6x+2
Damit ein lokales Extremum existiert, muss die notwendige Bedingung fâČ(x)=0 erfĂŒllt sein:
fâČ(x)=0
3x2+2xâ1=0
x2+32âxâ31â=0
x1â=â31â+(31â)2+31ââ=â31â+91â+93ââ=31â
x2â=â31ââ(31â)2+31ââ=â31ââ91â+93ââ=â1
Damit gibt es zwei Kandidaten fĂŒr lokale Extrema. Falls die zweite Ableitung bei einem gefundenen Kandidaten ungleich Null ist, ist die hinreichende Bedingung erfĂŒllt und es ist nachgewiesen, dass es sich um lokale Extremstellen handelt:
fâČâČ(31â)=6â 31â+2=4
Das ist echt gröĂer als Null. Damit ist x1â=31â eine lokale Extremstelle. Da die zweite Ableitung gröĂer Null ist, muss hier ein Minimum vorliegen. Um den Extrempunkt angeben zu können muss man nun noch x1â=31â in die Funktionsgleichung einsetzen:
f(31â)=(31â)3+(31â)2â31â+1=2722â
Also ist ein lokales Mininmum gefunden: Min(31â;2722â)
Nun noch fĂŒr x2â=â2 das gleiche Vorgehen:
fâČâČ(â1)=6â (â1)+2=â4
Das ist echt kleiner als Null. Damit ist x2â=â1 eine lokale Extremstelle. Da die zweite Ableitung kleiner Null ist, muss hier ein Maximum vorliegen. Um den Extrempunkt angeben zu können muss man nun noch x2â=â1 in die Funktionsgleichung einsetzen:
f(â1)=(â1)3+(â1)2â(â1)+1=2
Also ist ein lokales Maximum gefunden: Max(â1;2)