Bestimme die Ortskurve der Minima der Funktionenschar fk(x)=x3−1kx2−1k2x mit Parameter k>0 .
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Funktionenscharen
Bilde die 1. Ableitung von fk(x) .
Setze die 1. Ableitung gleich 0.
Löse die Gleichung mit Hilfe der Mitternachtsformel nach x auf.
Dabei ergibt sich für x1:
Und für x2:
Bilde die zweite Ableitung der Funktionenschar.
Setze x1 und x2 in die 2. Ableitung ein um die Art der Extrema zu bestimmen.
Damit sind bei x1 Minima, da fk′′(x1)>0
und bei x2 Maxima, da fk′′(x2)<0.
In der Aufgabenstellung wird nur nach Ortskurve der Minima gefragt. Also wird im Weiteren nur noch x1 betrachtet.
Setze x1=1k in fk ein um den y-Wert der Minima zu erhalten.
Damit sind die Punkte mit x-Wert: 1k und y-Wert: −1k3 die Minima der Funktionenschar. Diese Punkte nennen wir Pk .
Alle Punkte Pk liegen auf der Ortskurve.
Pk(1k|−1k3)
Erstelle eine Gleichung für x und eine Gleichung für y.
x=1k⇒k=1x
Gleichung 1 stellst du nach k um.
y=−1k3
Gleichung 2.
Setze Gleichung 1 in Gleichung 2 ein.
Funktionsgleichung der Ortskurve:
y=−x3
g(x)=−x3
Bild zeigt dir die Ortskurve