Gegeben ist die Funktion f(x)=2x3+x2−0,5x+2.
Bestimme die Gleichung der Tangente an der Stelle x=7.
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Tangente an einen Graphen
Da die Tangente eine Gerade ist, machst du für sie den Ansatz für eine lineare Funktion, nämlich y=mx+t.
Ansatz: y=mx+t
In diesem Ansatz musst du m und t bestimmen.
Zuerst berechnest du m:
m ist die Steigung der Tangente.
Die Tangente hat an der Stelle x=7 die Steigung der Funktion f(x)=2x3+x2−0,5x+2,
und diese Steigung bestimmt man mit Hilfe der Ableitung von f.
Bilde daher die Ableitung f′(x).
f′(x)=6x2+2x−0,5
Setze x=7 in diese Ableitung ein und berechne so die Steigung m der Tangente.
m=f′(7)=307,5
Dieses m kannst du nun in den Ansatz y=mx+t einsetzen und erhältst:
y=307,5x+t
Nun musst du noch t bestimmen.
Dazu brauchst du einen Punkt, der auf der Geraden liegt, und den du in den Ansatz einsetzen kannst.
Dafür kommt natürlich nur der Punkt P bei x=7 in Frage, an dem die Tangente den Graphen von f berührt.
P(7∣yP)
Da P auf dem Graphen von f liegt, erhältst du den y-Wert von P dadurch, dass du
x=7 in f(x) einsetzt.
yP=f(7)=733,5
Der Punkt P hat also die Koordinaten:
P(7∣733,5)
Setze P in die Geradengleichung y=307,5x+t ein.
733,5=307,5⋅7+t
Löse diese Gleichung nach t auf, um den y-Achsenabschnitt t der Tangente zu berechnen.
733,5=2152,5+t∣−2152,5
−1419=t
Dies setzt du in den Ansatz für die Tangente ein, wobei du nun wieder x und y (und nicht mehr die Koordinaten von P) schreibst.
Damit erhältst du die gesuchte Tangentengleichung.
⇒ Die Tangentengleichung ist gegeben durch die Gleichung:
y=307,5x−1419