Die beiden Funktionen f(x)=3x3−2x2−x und g(x)=4x3−5x2+3x−12 sind gegeben. Es gilt x∈R. Berechne die Schnittpunkte von f(x) und g(x).
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Schnittpunkte von Funktionen
Tipp: Schneiden sich zwei Funktionen haben ihre x- und y-Koordinaten an diesem Punkt denselben Wert. Folglich muss man beide Funktionen gleichsetzen und auf eine Seite bringen, um nach x aufzulösen.
Gleichsetzten der Funktionen
f(x)=3x3−2x2−x
g(x)=4x3−5x2+3x−12
4x3−5x2+3x−12x3−5x2+3x−12x3−3x2+3x−12===3x3−2x2−x−2x2−x−x∣−3x3∣+2x2∣+x
x3−3x2+4x−12=0
x1=3 durch Taschenrechner oder Raten einer Nullstelle
Berechnung einer Nullstelle mittels Polynomdivision
(x3−3x2+4x−12):(x−3)=x2+4−(x3−3x2)0+4x−12−(4x−12)0
Neue Funktion: x2+4
Berechnung der restlichen Nullstellen
Auflösen der neuen Funktion nach x:
x2+4x2x===0−4−4∣−4∣
Da nun unter der Wurzel eine negative Zahl steht, gibt es keine weiteren Lösungen und damit auch keine weiteren x-Koordinaten der Schnittpunkte.
Die vorher ausgerechnete x-Koordinate 3 ist somit die einzige Koordinate.
⇒ Es gibt nur einen Schnittpunkt
Setze den x-Wert in eine der beiden Funktionen f(x) oder g(x) ein.
y=f(3)=3⋅33−2⋅32−3
y=f(3)=81−18−3
y=f(3)=60
Der Schnittpunkt der beiden Funktionen liegt bei P(3∣60) .
Gleichsetzten beider Funktionen g(x)=f(x)
Auflösen nach Null ⇒ Polynomfunktion dritten Grades
Berechnung der Nullstellen mittels Polynomdivision
Erhalt einer Nullstelle für x∈R
Berechnung des y-Werts durch Einsetzten von x in g(x) oder f(x)
Ergebnis als Schnittpunkt P in der Form: P(x,y)