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Betrachtet wird die Funktion f:x→x3−x4−x2f: x\rightarrow \dfrac{x^3-x}{4-x^2} mit ihrer maximalen Definitionsmenge Df⊂RD_f \subset \mathbb{R}. Die Abbildung zeigt einen Ausschnitt des Graphen GfG_f der Funktion f.f.

Bild
  1. Bestimmen Sie DfD_f sowie die Nullstellen von ff und geben Sie jeweils die Art der DefinitionslĂŒcken von ff an.

  2. GfG_f besitzt genau vier lokale Extrempunkte. Die Koordinaten der beiden Extrempunkte H1H_1 und T1T_1 ergeben sich auf zwei Nachkommastellen gerundet zu H1(3,26∣−4,74)H_1 (3{,}26| - 4{,}74) bzw. T1(0,61∣−0,11)T_1 (0{,}61| - 0{,}11). Zeigen Sie rechnerisch, dass GfG_f punktsymmetrisch zum Ursprung ist und geben Sie anschließend die gerundeten Koordinaten der Extrempunkte H2H_2 und T2T_2 an.

  3. Ermitteln Sie fĂŒr jede Asymptote von GfG_f ihre Art und ihre Gleichung.

  4. GfG_f schneidet die x-Achse fĂŒr x>0x > 0 im Punkt NN (siehe Abbildung). Ermitteln Sie die Gleichung der Tangente an GfG_f im Punkt NN.

    [Teilergebnis: fâ€Č(x)=−4x4+11x2−4(4−x2)2f'(x)=\dfrac{-4x^4+11x^2-4}{(4-x^2)^2} ]

  5. Gegeben sind die Gleichungen der zweiten, dritten und vierten Ableitungsfunktion der Funktion ff:

    fâ€Čâ€Č(x)=6(x3+12x)(4−x2)3f''(x)= \dfrac{6(x^3+12x)}{(4-x^2)^3}

    fâ€Čâ€Čâ€Č(x)=18(x4+24x2+16)(4−x2)4f'''(x)=\dfrac{18(x^4+24x^2+16)}{(4-x^2)^4}

    fâ€Čâ€Čâ€Čâ€Č(x)=72(x5+40x3+80x)(4−x2)5f''''(x)=\dfrac{72(x^5+40x^3+80x)}{(4-x^2)^5}

    (Nachweis nicht erforderlich!)

    Es gilt: Dfâ€Čâ€Č=Dfâ€Čâ€Čâ€Č=Dfâ€Čâ€Čâ€Čâ€ČD_f''=D_f'''=D_f''''

    Untersuchen Sie die vierte Ableitungsfunktion fâ€Čâ€Čâ€Čâ€Čf'''' auf Nullstellen. Tragen Sie ausgehend von den gegebenen Ableitungen die fehlenden Zahlen in die leeren KĂ€stchen im Term der fĂŒnften Ableitungsfunktion fâ€Čâ€Čâ€Čâ€Čâ€Čf''''' ein.

    fâ€Čâ€Čâ€Čâ€Čâ€Č(x)=□⋅(x□+60x□+240x□+64(4−x2)□f'''''(x)=\dfrac{\square \cdot (x^{\square}+60x^{\square}+240x^{\square}+64}{(4-x^2)^{\square}}