So genannte. Steckbriefaufgaben. für ganzrationale Funktionen. Teil 2: Ganzrationale Funktionen 3. Grades

Ähnliche Dokumente
Demo: Mathe-CD. Prüfungsaufgaben Mündliches Abitur. Analysis. Teilbereich 1: Ganzrationale Funktionen 1. März 2002

Übungsaufgaben zum Aufstellen von ganzrationalen Funktionsgleichungen

Planung von Straßen. Lösungen mit Hilfe der CAS-Rechner TI Nspire CAS CASIO ClassPad 300. Zahlreiche Lösungen auch mit der Gauß-Methode (Matrizen)

Schaubilderanalyse. Arbeiten mit Schaubildern von Funktionen. Funktionsgleichungen aufstellen - identifizieren uva.

Mathematik-Lexikon. Abszisse Die x-koordinate eines Punktes -> Ordinate

12 M-Gk1/5 Led Übungen zur 1. Klausur 3. September Kurvendiskussion. Im Folgenden sei die Funktion f(x) = 1 6 x3 1 2 x 1 3 gegeben!

ANALYSIS Ganzrationale Funktionen

2) Allg. Ansatz: f(x) = ax²+c. 3) Ableitungen: f (x) = 2ax. f (x) = 2a. 4) Bedingungen: 5) Gleichungssystem: 6) Ergebnis: f(x) = 0,00125x² + 0,6

Differenzialrechnung

Bestimmung ganzrationaler Funktionen


Aufstellen der Funktionsgleichung aus gegebenen Bedingungen

Grundlegende Aufgaben zu Tangenten

Mathematik Abitur Zusammenfassung Marius Buila

Demo-Text für LN-Funktionen ANALYSIS INTERNETBIBLIOTHEK FÜR SCHULMATHEMATIK. FRIEDRICH W. BUCKEL.

Abiturprüfung Mathematik 2008 (Baden-Württemberg) Berufliche Gymnasien ohne TG Analysis, Aufgabe 1

Unterlagen für die Lehrkraft Zentrale Klausur am Ende der Einführungsphase 2011 Mathematik

24.1 Überblick Beispiele. A. Bestimmen einer ganzrationalen Funktion. 24. Interpolation mit Ableitungen

Unterthema 2 Funktionen aufstellen nach Bedingungen

Demoseiten für

Demo: Mathe-CD. Integration Flächenberechnungen. Sammlung von Trainingsaufgaben. Friedrich Buckel INTERNETBIBLIOTHEK FÜR SCHULMATHEMATIK

Kurvendiskussion Ganzrationale Funktion Aufgaben und Lösungen

e-funktionen f(x) = e x2


Mathematisches Thema Quadratische Funktionen 1. Art Anwenden. Klasse 10. Schwierigkeit x. Klasse 10. Mathematisches Thema

Umgekehrte Kurvendiskussion

Classpad 300 / Classpad 330 (Casio) Der Taschenrechner CAS:

5.3. Aufgaben zur Kurvenuntersuchung ganzrationaler Funktionen

H. Gruber, R. Neumann. Erfolg im Mathe-Abi. Basiswissen Rheinland-Pfalz. Übungsbuch für den Grund- und Leistungskurs mit Tipps und Lösungen

Extrempunkte bestimmen

1 Grundlagen 8 Funktionen 8 Differenzenquotient und Änderungsrate 9 Ableitung 11

x 2 x 1.Untersuchen Sie die Schaubilder der Funktion auf ihre Symmetrieeigenschaften. (Achsensymmetrie/ Punktsymmetrie)

Pflichtteil Wahlteil Analysis Wahlteil Analysis Wahlteil Analysis Wahlteil Analytische Geometrie 1...

Baden-Württemberg Übungsaufgaben für den Pflichtteil Gleichungslehre

Schulinterner Lehrplan Mathematik Einführungsphase Oberstufe

gebrochene Zahl gekürzt mit 9 sind erweitert mit 8 sind

Abiturvorbereitung Mathematik -Dierentialrechnungc Max. Hoffmann


CAS / GTR. endlich mal eine verständliche Bedienungsanleitung. Texas Instruments TI Copyright. Havonix Schulmedien-Verlag

)e2 (3 x2 ) a) Untersuchen Sie den Graphen auf Symmetrie, ermitteln Sie die Nullstellen von f und bestimmen Sie das Verhalten von f für x.

Die reellen Lösungen der kubischen Gleichung

M_G7 EF Pvn Klausurvorbereitung: Lösungen 13. Oktober Klausurvorbereitung. Lösungen

Lineare Funktionen Geraden zeichnen Lage von Geraden Geradengleichung aufstellen

Zusammenfassung und Übungsblatt zu Steckbriefaufgaben


1 Analysis Kurvendiskussion

f : x y = mx + t Der Graph einer linearen Funktion ist eine Gerade, welche die y-achse im Punkt S schneidet. = m 2 x 2 m x 1

Aufstellen von Funktionstermen

Aus meiner Skriptenreihe: "Keine Angst vor "

Skizzieren Sie das Schaubild von f einschließlich der Asymptote.

/46. Abschlussprüfung Fachoberschule 2013 Mathematik

durch folgende Einschränkungen bestimmt:

Quadratische Funktionen (Parabeln)

Funktionen (linear, quadratisch)

4. Klassenarbeit Mathematik

Einführungsphase Mathematik. Thema: Quadratische Funktionen. quadratische Gleichungen

PFLICHTTEIL FRANZ LEMMERMEYER

Aufgabe 1 (LGS mit Parameter): Bestimmen Sie die Lösungsmengen des folgenden LGS in Abhängigkeit vom Parameter :

Basistext Funktionen. Eine Funktion f ordnet jedem Element x aus einer Definitionsmenge D f genau ein Wert y zu.

Lineare Gleichungen Lineare Gleichungssysteme. Lineare Algebra 5. Ein Trainingsheft für Schüler

Zuammenfassung: Reelle Funktionen

Ausführliche Lösungen

4.2. Quadratische Funktionen

Hauptprüfung Abiturprüfung 2014 (ohne CAS) Baden-Württemberg

Grundwissen Mathematik JS 11

x 0 0, , Die Quadratfunktion ist für x 0 streng monoton fallend und für x 0 streng monoton steigend.

Funktionen. Funktionsbegriff Einführende Beispiele und Erklärungen Grundwissen. Beispiele zu den wichtigen Funktionsarten des Mathematikunterrichts

4 Ganzrationale Funktionen

Erfolg im Mathe-Abi. H. Gruber, R. Neumann. Prüfungsaufgaben Hessen

3.3 Linkskurve, Rechtskurve Wendepunkte

Lösen linearer Gleichungssysteme

De Taschäräschnr Casio (Reihe: 9750, 9850,...)

Viele Aufgaben sind ähnlich, beim Bearbeiten ist genaues Hinsehen

Lösungen Kapitel A: Wahrscheinlichkeiten

Diese Funktion ist mein Typ!

Funktionsgleichung in ABC-Form Funktionsgleichung in Scheitelform Funktionsgleichung in Nullstellenform. y 2 x 2x 3 2 ausklammern. Binom.


Untersuchungen von Funktionen 1

Verschiebung/Streckung von Funktionsgraphen. Verwenden von Schablonen zum Zeichnen von Funktionsgraphen. Idee der Koordinatentransformation

Zentrale Klausur am Ende der Einführungsphase 2011 Mathematik

Kurvendiskussion einer ganzrationalen Funktion

3 Lineare und quadratische Funktionen

Übungsaufgaben zu quadratischen Gleichungen und Parabeln

Berechnungen mit dem Horner-Schema

1 Aufgaben. Aufgabe 1: f(x) = x Aufgabe 2: f(x) = x Aufgabe 4: f(x) = 2x 2 + 4

Ableitung und Steigung. lim h

Pflichtteil - Exponentialfunktion

1 Die natürliche Exponentialfunktion und ihre Ableitung

Aufgaben zur Übung der Anwendung von GeoGebra

Teil 2. Ganzrationale und Gebrochen rationale Funktionen. Unbestimmte Integrale und Stammfunktionen auch mit Substitution

Einführung in die Differentialrechnung I (MD)

K2 MATHEMATIK KLAUSUR 3

Erfolg im Mathe-Abi 2014

Die Kugel Grundwissen Mathematik Geometrie Klasse 10. Definitionen und Regeln. Kugeloberfläche: O Kugel = 4 r² π. Kugelvolumen: - 1 -

Funktionen lassen sich durch verschiedene Eigenschaften charakterisieren. Man nennt die Untersuchung von Funktionen auch Kurvendiskussion.

4.2. Aufgaben zu quadratischen Funktionen

+ 2. Bruchgleichungen

Übungsaufgaben II zur Klausur 1


Transkript:

Analysis Funktionsgleichungen aufstellen So genannte Steckbriefaufgaben für ganzrationale Funktionen Teil 2: Ganzrationale Funktionen 3. Grades Lösungen teilweise auch mit ausführlicher Beschreibung des CAS-Einsatzes mit CASIO ClassPad und TI Nspire Lösungen auch mit Matrizenrechnung (Gauß) Datei 42081 Stand 27. April 2008 INTERNETBIBLIOTHEK FÜR SCHULMATHEMATIK

Vorwort Im 1. Teil geht es nur um Funktionen 2. Grades, deren Schaubild also eine Parabel ist. Die Aufgaben aus 42080 sind auch in Klasse 9 lösbar. In 42081 werden Funktionen 3. Grades behandelt, dabei werden auch Ableitungsfunktionen benötigt. 42082 bezieht sich auf Funktionen 4. Grades. Inhalt 3 Funktionen 3. Grades aufstellen 1 3.1 Übersicht und Grundwissen 1 3.2 Routineaufgaben dazu 3 3.3 Überbestimmte Funktionen 26 3,4 Unterbestimmte Funktionen Funktionenscharen 29 3.5 Gezielte Aufstellung von Funktionenscharen 36 3.6 10 Trainingsaufgaben 42-62

42081 Steckbriefaufgaben 2 3 3 Funktionen 3. Grades aufstellen 3.1 Übersicht und Grundwissen Eine ganzrationale Funktion 3-ten Grades hat allgemein diese Gleichung (Normalform): ( ) = + + + oder ( ) f x ax ax ax a 1 o f x = ax + bx + cx + d. a, b c und d bzw. a 0, bis a 3 nennt man die Koeffizienten (Vorzahlen) der x-potenzen. Typische Schaubilder für Funktionen 3. Grades (= Parabeln 3. Grades): (a) (d) f(x) x 3x 4 H f(x) = (b) T = x (e) 8 O ist hier ein Terrassenpunkt d. h. ein endepunkt mit waagerechter Tangente. Demo: f(x) = x + x (c) T 1 2 8 2 f(x) = x x x (f) 1 1 3 3 Mathe-CD H f(x) = x + x 1 10 2 1 f(x) = x x + 3x 9 (-1 0) bzw. (3 3) sind auch Terrassenpunkte. In diesen 6 Schaubildern kommt alles vor, was diese Funktionen zu bieten haben: In (a) und (b) liegt eine elle vor, d.h. die Kurve hat einen Hochpunkt, einen Tiefpunkt und einen endepunkt. Ein wichtiger Unterschied in den beiden Schaubildern bzw. Funktionen ist das Vorzeichen des höchsten Koeffizienten. Bei (a) beginnt die Funktion so: f(x) = x +... 4 und bei (b) f(x) = x +... Ist dieser höchste Koeffizient positiv, dann gilt: Für x folgt 8 f( x) Koeffizient negativ, dann gilt: Für x folgt f( x). Das bedeutet, dass die Kurve nach rechts oben entschwindet. Ist dieser höchste. Das bedeutet, dass die Kurve nach rechts unten entschwindet. Alle Funktionen haben jedoch die ertmenge R.

42081 Steckbriefaufgaben 2 4 Unsere Aufgabenstellung liegt darin, aus gewissen Eigenschaften der Kurven bzw. Funktionen auf die Kurven- bzw. Funktionsgleichung zu schließen. Dahinter stecken diese Prinzipien: 1. Punktprobe: enn ein Punkt A( 2 4 ) auf einer Kurve liegt, dann bedeutet dies, dass die Zahl 2 den Funktionswert 4 hat: f( 2) = 4. Man kann somit 2 in die Funktionsgleichung von f einsetzen, das Ergebnis ist dann 4. Beispiel: Die unbekannte Funktion hat (noch) die Gleichung f( x) = ax + bx + cx+ d. A( 2 4) K führt dann zu 4 = a 2 + b 2 + c 2+ d 2. Extrempunktbedingung: bzw. 4 = 8a+ 4b+ 2c+ d (1) In einem Hochpunkt oder einem Tiefpunkt (das sind die Extrempunkte), hat eine ganzrationale Funktion stets eine waagerechte Tangente, d.h. ihre Tangentensteigung ist dort 0. Diese berechnet man durch Einsetzen der x-koordinate des Extrempunkts in die 1. Ableitungsfunktion. Beispiel: Die unbekannte Funktion hat (noch) die Gleichung f( x) = ax + bx + cx+ d, 2 ihre Ableitungsfunktion ist dann f' ( x) = 3ax + 2bx+ c. 3. endepunktsbedingung: enn H2 4 ( ) ein Punkt mit waagrechter Tangente ist, dann gilt f' ( 2) = 0. 2 Dies ergibt die Gleichung 3a 2 + 2b 2 + c = 0 bzw. 12a + 4b + c = 0 (2) (Zusätzlich gilt die Gleichung (1) oben, denn H ist ja ein Kurvenpunkt. enn ( 1 3) endepunkt einer ganzrationalen Kurve 3. Grades ist, dann hat die 2. Ableitung an der endestelle -1 eine Nullstelle (das bedeutet Krümmungswechsel). Beispiel: Die 2. Ableitung ist f'' ( x) = 6ax+ 2b. Die endepunktsbedingung f'' ( 1) = 0 führt dann zu ( ) bzw. 6a + 2b = 0 (3) 6a 1 + 2b = 0 Um eine ganzrationale Funktion 3. Grades zu erfassen, muss man 4 Bedingungen kennen, damit man über 4 Gleichungen mit 4 Unbekannten zu den Koeffizienten, a, b, c und d in f( x) = ax + bx + cx+ d kommt.

42081 Steckbriefaufgaben 2 5 3.2 Routineaufgaben dazu Zuerst die Übersicht über die Beispiele, die auf den Folgeseiten besprochen werden. Beispiel 1 (H und gegeben) Das Schaubild einer ganzrationalen Funktion 3. Grades hat den Hochpunkt H0 1 ( ) und den endepunkt ( 2 0 ). Lösungen ab Seite 4: Eliminationsverfahren, mit CASIO ClassPad (CAS) und mit TI Nspire (CAS). Beispiel 2 (4-Punkte-Aufgabe) Gesucht ist eine ganzrationale Funktion 3. Grades, deren Schaubild durch die Punkte 1 5 B 1 26 D geht. A1 ( 2), ( ), ( ) C2 4 und ( ) 2 2 Lösungen ab Seite 10: Eliminationsverfahren, mit Matrizenrechnung nach Gauß und mit TI Nspire. Beispiel 3 (4-Punkte-Aufgabe) Gesucht ist eine ganzrationale Funktion 3. Grades, deren Schaubild durch die Punkte A1 0 ( ), ( ) 9 B6 1, ( ) C2 und D0 ( 5) geht. 5 Lösung ab Seite 13: Eliminationsverfahren und mit Matrizenrechnung nach Gauß. Beispiel 4 (H und T gegeben) Eine ganzrationale Funktion 3. Grades hat den Hochpunkt H( 1 0) T 3. 32 und den Tiefpunkt ( ) Lösung ab Seite 15: Eliminationsverfahren und mit Matrizenrechnung nach Gauß. Beispiel 5 (Tiefpunkt und Tangente) Das Schaubild einer ganzrationalen Funktion 3. Grades hat im Ursprung die Tangente y = 4x und den Tiefpunkt T( 4 0 ). Lösung ab Seite 17 mit dem Eliminationsverfahren. Beispiel 6 (Punktsymmetrie, Tangente) Das Schaubild einer ganzrationalen Funktion 3. Grades ist punktsymmetrisch zum Ursprung und hat im Punkt N( 3 0) eine Tangente mit der Steigung 6. Lösung ab Seite 18 mit dem Eliminationsverfahren. Beispiel 7 (endetangente und endenormale) Das Schaubild einer ganzrationalen Funktion 3. Grades hat die endetangente y = 2x+ 1 und berührt diese bei x = 2. Die Normale im endepunkt schneidet die Kurve bei x = 5. Lösung ab Seite 19: Eliminationsverfahren. 9 Beispiel 8 (Gemeinsamkeiten zweier Funktionen) Das Schaubild einer ganzrationalen Funktion f 3. Grades schneidet die x-achse an denselben Stellen wie das Schaubild der Funktion ( ) rechtwinklig. Bestimme die Gleichung von f. Lösung ab Seite 21: Eliminationsverfahren. gx = x + 2x. Zusätzlich schneiden sie sich im Ursprung 2

42081 Steckbriefaufgaben 2 6 Beispiel 9 (Gemeinsamkeiten zweier Funktionen) Gegeben ist eine Funktion g durch ( ) (Schaubild nebenan). gx = x x + 3x 1. 4 2 B Gesucht ist eine ganzrationale Funktion 3. Grades, deren Schaubild K das Schaubild G von g in B berührt, in A schneidet und seinen Tiefpunkt an der Stelle hat, an der G seinen Terrassenpunkt besitzt (laut Zeichnung möglicherweise bei x = 2). A T