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Diverses zur Kurvendiskussion: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:16 Di 07.09.2004
Autor: Ute

Also die Funktion f(x) = x² + 5 / x + 2 müssen wir diskutieren.

Ich habe herausgefunden, dass sie für alle reellen Zahlen außer -2 definiert ist.
Sie hat keine Symmetrie
Die erste Ableitung ist x² + 7 / [mm] x^4 [/mm] + 4x² + 4
Die zweite Ableitung ist [mm] -2x^5 [/mm] + 44x³ + 64x / [mm] x^8 [/mm] + [mm] 8x^6 [/mm] + [mm] 24x^4 [/mm] + 32 x² + 16

Stimmt das so weit? Hoffentlich :-)

Um die Nullstellen rauszukriegen, setze ich den Zähler, also
x² + 5 = 0  | -5
x² = -5 | Wurzel ziehen
x = keine Lösung, da man aus einer negativen Zahl keine Wurzel ziehen kann. Stimmt das?
Aber dann komme ich nicht weiter.


Bei den Extrema setze ich ja den Zähler der ersten Ableitung =0, also
x² + 7 = 0
und dann hätte ich ja wieder das selbe Problem mit dem Wurzelziehen.
Oder hab ich ganz falsche Ansätze?


        
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Diverses zur Kurvendiskussion: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:40 Di 07.09.2004
Autor: e.kandrai

Definitionsmenge: richtig.
Nullstellen: richtig.
Symmetrie: fast richtig (keine Symmetrie muss nicht sein, es ist auf jeden Fall keine der offensichtlichen Symmetrien).

Die 1. Ableitung ist falsch. Du musst hier die Quotientenregel anwenden, die heißt doch bei einer Funktion [mm]f(x)=\bruch{Zaehler}{Nenner}[/mm]
[mm]f'(x)=\bruch{(Zaehlerableitung) * (Nenner)-(Zaehler) * (Nennerableitung)}{Nenner^2}[/mm]

Ich habe hier bekommen:  [mm]f'(x)=\bruch{x^2+4x-5}{(x+2)^2}[/mm]

Den Nennerterm würde ich nicht ausmultiplizieren.

Ansatz für Extremstellen: richtig (also Zähler =0 setzen), und dann später die gefundenen "verdächtigen" x-Werte in die 2. Ableitung einsetzen.

Als 2. Ableitung hab ich übrigens im Zähler einen ziemlich einfachen Term gefunden (im Zähler blieb bei mir nur ein linearer Term übrig - alle Summanden 2. und 3. Grades haben sich aufgehoben). Falls ich mich nicht verrechnet hab.

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Diverses zur Kurvendiskussion: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 18:42 Di 07.09.2004
Autor: e.kandrai

Hab ich eigentlich die Brüche falsch geschrieben, oder ist nur der Server heute ein wenig lahm???

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Diverses zur Kurvendiskussion: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 21:26 Di 07.09.2004
Autor: informix

Hallo e.kandrai,
> Hab ich eigentlich die Brüche falsch geschrieben, oder ist
> nur der Server heute ein wenig lahm???
>  

in den Formelausdrücken kann man anscheinend keine Umlaute verwenden, im übrigen wird aber alles korrekt angezeigt.
Also besser: $f'(x)=  [mm] \bruch{Zaehlerabgeleitet *Nenner-Nennerabgeleitet*Zaehler}{Nenner^2}$ [/mm]
oder wie's in der Formelsammlung korrekt heißt:
mit [mm] $f(x)=\bruch{u(x)}{v(x)}$ [/mm] gilt:
$f'(x) = [mm] \bruch{u'(x)*v(x) -v'(x)*u(x)}{v(x)^2}$ [/mm]
In Deiner Formel war also ein mathematischer, kein satztechnischer Fehler!


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Diverses zur Kurvendiskussion: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 21:41 Di 07.09.2004
Autor: Brigitte

Hallo allerseits!

> in den Formelausdrücken kann man anscheinend keine Umlaute
> verwenden, im übrigen wird aber alles korrekt angezeigt.

Doch das geht, indem man z.B. noch den Befehl [mm] mbox$\{\}$ [/mm] hinzufügt:

[mm]f'(x)= \bruch{\mbox{Zähler abgeleitet} *\mbox{Nenner}-\mbox{Nenner abgeleitet}*\mbox{Zähler}}{\mbox{Nenner}^2}[/mm]

Dann klappt's auch mit den Leerzeichen ;-)

>  mit [mm]f(x)=\bruch{u(x)}{v(x)}[/mm] gilt:
> [mm]f'(x) = \bruch{u'(x)*v(x) -v'(x)*u(x)}{v(x)^2}[/mm]

So ist es natürlich schöner :-)

Übrigens kann man bei der zweiten Ableitung den Term $(x+2)$ einmal wegkürzen (sieht man, wenn man erst mal gar nichts ausmultipliziert). Dann muss man noch weniger rechnen, und es bleibt sogar nur noch eine Konstante im Zähler übrig.

Liebe Grüße
Brigitte

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Diverses zur Kurvendiskussion: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 21:19 Di 07.09.2004
Autor: Ute

Ich habe keine achsen- und keine Punktsymmetrie gefunden.
Bei der 1. Ableitung ist mir wohl ein kleiner Fehler unteerlaufen, danke dass du mich darauf aufmerksam gemacht hast :-)
Den Nenner habe ich extra ausmultipliziert, weil ich ja auch noch die zweite Ableitung machen wollte.
Bei der habe ich folgendes raus:
[mm] -2x^5 [/mm] + [mm] 20x^3 [/mm] + 48x - [mm] 12x^4 [/mm] - 32x² + 16 / [mm] x^8 [/mm] + [mm] 8x^6 [/mm] + [mm] 24x^4 [/mm] + [mm] 32x^2 [/mm] +16

Hhhm, da haben wir wohl ganz verschiedene Dinge raus :O

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Diverses zur Kurvendiskussion: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 21:42 Di 07.09.2004
Autor: informix

Hallo Ute,
> Ich habe keine achsen- und keine Punktsymmetrie gefunden.

[ok]

>  Bei der 1. Ableitung ist mir wohl ein kleiner Fehler
> unteerlaufen, danke dass du mich darauf aufmerksam gemacht
> hast :-)
>  Den Nenner habe ich extra ausmultipliziert, weil ich ja
> auch noch die zweite Ableitung machen wollte.

Kennt Ihr schon die Kettenregel? Damit läßt sich [mm] $(x+2)^2$ [/mm] ganz leicht ableiten?

>  Bei der habe ich folgendes raus:
>  [mm]-2x^5[/mm] + [mm]20x^3[/mm] + 48x - [mm]12x^4[/mm] - 32x² + 16 / [mm]x^8[/mm] + [mm]8x^6[/mm] +
> [mm]24x^4[/mm] + [mm]32x^2[/mm] +16
>  [notok]

Das ist leider falsch. Bitte beachte meinen letzten Beitrag für die Ableitung einer gebr. rationalen Funktion.

> Hhhm, da haben wir wohl ganz verschiedene Dinge raus :O
>  

schon; aber vielleicht schaffst du es ja jetzt 1. und 2. Ableitung zu bilden.
Bei der 2. Ableitung kommt im Zähler übrigens nur eine Zahl heraus, alles andere kürzt sich 'raus.
Zeig uns mal deine nächste Rechnung.
Benutze dabei bitte die Formelzeichen, die das Lesen von Brüchen ungemein erleichtern ;-)
https://matheraum.de/mm


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Diverses zur Kurvendiskussion: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 13:23 Mi 08.09.2004
Autor: Ute

Ist (x+2)² nach der Kettenregel abgeleitet
x+2 + x+2 = 2x +4 ?

Zu der Ableitung von:
x² + 4x -5/
[mm] x^4 [/mm] + 4x² + 4



Das muss ja nach der Quotientenregel
(u/v)' = u' * v - u * v' / v²
abgeleitet werden.

ich hab da erstmal (2x+4) * [mm] (x^4 [/mm] + 4x² + 4) - (x² + 4x -5) * [mm] (4x^3 [/mm] + 8x) /
[mm] (x^4 [/mm] + 4x² + 4)²
raus. Ist das schon falsch? Das müsste ja dann noch weiter zusammengefasst werden

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Diverses zur Kurvendiskussion: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 14:49 Mi 08.09.2004
Autor: Youri

Hallo Ute!

> Ist (x+2)² nach der Kettenregel abgeleitet
> x+2 + x+2 = 2x +4 ?

So - mal nachdenken - wie lautet denn die Kettenregel formal?

[mm] f(x) = u(v(x)) [/mm]

Also eine "geschachtelte" Funktion...
Dann lautet die Ableitung formal:

[mm] f'(x) = v'(x) * u'(v(x)) [/mm]

Salopp - die innere Ableitung mit der äußeren multiplizieren!

> Ist (x+2)² nach der Kettenregel abgeleitet
> x+2 + x+2 = 2x +4 ?

In Deinem Beispiel lautet also die Funktion:

[mm] f(x) = (x+2)² [/mm]

Die innere Funktion wäre demnach
[mm] v(x) = x+2 [/mm]  demnach ist [mm] v'(x) = 1 [/mm]

Die äußere Funktion wird durch das Quadrat gegeben.

So, Ute - jetzt bitte Schritt für Schritt:
[mm] f'(x) = v'(x) * u'(v(x)) [/mm]

[mm] f'(x) = 1 * 2*(x+2)^1 [/mm]
[mm] f'(x) = 2x + 4 [/mm]

Das Ergebnis stimmt also mit Deinem überein -
allerdings wird mir Deine REchnung nicht ganz klar.

Zur Überprüfung kannst Du es ja nochmal nach dem alten
Weg versuchen - Funktionsterm mit binomischer Formel ausmultiplizieren,
dann ableiten - da sollte dasselbe Ergebnis herauskommen.

> Zu der Ableitung von:
>  x² + 4x -5/
> [mm]x^4[/mm] + 4x² + 4
>

Also:

[mm] f(x) = \bruch {x²+4x-5} {x^4 + 4x² + 4} [/mm]

> Das muss ja nach der Quotientenregel
> (u/v)' = u' * v - u * v' / v²
> abgeleitet werden.

Richtig [ok]

> ich hab da erstmal (2x+4) * [mm](x^4[/mm] + 4x² + 4) - (x² + 4x -5)
> * [mm](4x^3[/mm] + 8x) /
> [mm](x^4[/mm] + 4x² + 4)²
> raus. Ist das schon falsch? Das müsste ja dann noch weiter
> zusammengefasst werden

[mm] f'(x) = \bruch {(2x+4)*(x^4 + 4x² + 4) - (x² + 4x - 5)*(4x^3 + 8x)} {(x^4 + 4x² + 4)²} [/mm]

Ich kann Dich beruhigen, Ute - bis hierhin ist alles ok.

[ok]

Lieben Gruß,
Andrea.
  


Bezug
                                                
Bezug
Diverses zur Kurvendiskussion: Frage (reagiert)
Status: (Frage) reagiert/warte auf Reaktion Status 
Datum: 17:08 Mi 08.09.2004
Autor: Ute

Mein Rechenweg war
(x+2) * (x+2)
1 * (x+2) + (x+2) * 1
x+2 + x+ 2 = 2x + 4

Zu der Ableitung....
um das zusammenzufassen klammere ich jetzt beide Terme zwischen dem Minus aus, d.h. ich multipliziere jeden Teil mit jedem der anderen Klammer.

da hab ich dann raus:
[mm] (2x^5 [/mm] + 8x³ + 8x + [mm] 4x^4 [/mm] + 16x² + 16) - [mm] (4x^5 [/mm] - [mm] 8x^3 [/mm] - [mm] 16x^4 [/mm] - 32x² + 20x³ + 40x) / [mm] (x^4 [/mm] + 4x² + 4)²

dann habe ich
[mm] -2x^5 [/mm] + 20x³ + 48x - [mm] 12x^4 [/mm] - 32x² + 16 / [mm] x^8 [/mm] + [mm] 8x^6 [/mm] + [mm] 24x^4 [/mm] + [mm] 32x^2 [/mm] + 16

auf den Nenner komme ich, indem ich ihn ausgeklammert habe.

Aber irgendwie ist ja jetzt doch was falsch dran. Vielleicht mit den Vorzeichen?

Bezug
                                                        
Bezug
Diverses zur Kurvendiskussion: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:08 Mi 08.09.2004
Autor: Brigitte

Hallo Ute!

> Ist (x+2)² nach der Kettenregel abgeleitet
> x+2 + x+2 = 2x +4 ?

Das haben wir ja schon geklärt.
  

> Zu der Ableitung von:
>  x² + 4x -5/
> [mm]x^4[/mm] + 4x² + 4

Wieso eigentlich [mm] $x^4+ [/mm] 4x² + 4 $? Der Nenner lautet doch [mm] $(x+2)^2=x^2+4x+4$, [/mm] wenn Du es schon ausmultiplizieren möchtest. Ich rate erneut, dies nicht zu tun. Über die Kettenregel lassen sich Potenzen wie [mm] $(x+2)^n$ [/mm] sehr schön ableiten.

> Das muss ja nach der Quotientenregel
> (u/v)' = u' * v - u * v' / v²
> abgeleitet werden.
>
> ich hab da erstmal (2x+4) * [mm](x^4[/mm] + 4x² + 4) - (x² + 4x -5)
> * [mm](4x^3[/mm] + 8x) /
> [mm](x^4[/mm] + 4x² + 4)²
> raus. Ist das schon falsch? Das müsste ja dann noch weiter
> zusammengefasst werden

Das wird dann auch einfacher, wenn Du den richtigen Nenner nimmst. Bitte versuch es noch einmal. Und achte darauf, dass Du, wenn Du die Quotientenregel aufgeschrieben hast, direkt den Faktor $(x+2)$ einmal in jedem Term wegkürzen kannst. Dann sparst Du Dir einiges an Ausmultipliziererei.

Viele Grüße
Brigitte

Bezug
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