Gegeben ist die Gleichung der Geraden g:y=−x+3
und die Gleichung der ganzrationalen Funktion f:y=0,5x3−3x2+4,5x.
Berechne die Schnittpunkte von Gf und Gg .
Errate dazu eine Lösung der Schnittgleichung und berechne die weiteren Lösungen mit Hilfe der Polynomdivision.
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Polynomdivision
Schnittpunkte berechnen
Die beiden Funktionen haben einen Schnittpunkt, wenn sie für einen gleichen x-Wert denselben y-Wert haben. Setze also die Funktionen f und g gleich. Die Funktionen lauten:
0,5x30,5x3−3x2−3x2+4,5x+5,5xf(x)−3===g(x)−x+30∣−3+x
Für Polynome vom Grad 3 musst du eine Nullstelle erraten. Alle weiteren Nullstellen lassen sich dann mit einer Polynomdivision ermitteln.
Eine Nullstelle von 0,5x3−3x2+5,5x−3 ist x1=1, denn
Um den ersten Schnittpunkt von f und g zu bestimmen, kannst du nun x1=1 entweder in f oder g einsetzen.
Einsetzen in f ergibt:
f(1)=−1+3=2
Der Schnittpunkt ist dann: S1=(1∣2)
Polynomdivision
Wende nun die Polynomdivision auf folgende Gleichung an:
0,5x3−3x2+5,5x−3=0
(0,5x3−3x2+5,5x−3):(x−1)=0,5x2−2,5x+3−(0,5x3−0,5x2)−2,5x2+5,5x−(−2,5x2+2,5x)3x−3−(3x−3)0
Verbleibende Nullstellen berechnen
Von 0,5x2−2,5x+3 kannst du nun noch die beiden Nullstellen bestimmen. Nutze hierfür beispielsweise die Mitternachtsformel.
0,5x2−2,5x+3=0
⇒x2,3===(2⋅0,5)2,5±(−2,5)2−4⋅0,5⋅312,5±0,2512,5±0,5
x2=12,5+0,5=13=3
x3=12,5−0,5=12=2
Die Nullstellen von 0,5x3−3x2+5,5x−3 sind also:
weitere Schnittpunkte berechnen
Den zweiten und dritten Schnittpunkt von f und g, kannst du nun bestimmen, indem du x2=3 und x3=2 in f oder g einsetzt.
Einsetzen in f ergibt:
f(3)=−3+3=0⇒S2(3∣0)
f(2)=−2+3=1⇒S3(2∣1)
Schnittpunkte
Die Schnittpunkte der beiden Funktionen liegen bei S1(1∣2), S2(3∣0) und S3(2∣1).