ZUSAMMENFASSUNG aller Lösungen zum Aufstellen von Funktionsgleichungen

Lösung zu Aufgabe 1

f    (x) =   ax³  + bx² + cx + d
f '  (x) = 3ax²  + 2bx + c
f '' (x) = 6ax   + 2b

WP:

(1) f (0) = 0 0 = a0³ + b0² + c0 + d d = 0

(2) f ''(0) = 0 0 = 6a0 + 2b b = 0

EP:

(3) f (-1) = 4 4 = -a + b - c + d

(4) f ' (-1) = 0 0 = 3a - 2b + c

 

(3)     4 = -a - c (b,d eliminiert)
(4) +  0 = 3a + c (b,d eliminiert)
          4 = 2a  a = 2

          0 = 6 + c c = -6

Ergebnis: f (x) = 2x³ - 6x



Lösung zu Aufgabe 2

f    (x) =   ax³  + bx² + cx + d
f '  (x) = 3ax²  + 2bx + c
f '' (x) = 6ax   + 2b

0(0/0):

f (0) = 0 0 = a0³ + b0² + c0 + d d = 0

f '(0) = 0 0 = 3a0² + 2b0 +c c = 0

P(-6/0):

(1) f (-6) = 0 0 = -216a + 36b - 6c + d

(2) f '(-6) = = 108a - 12b + c

(1) 0 = -216a + 36b

(2) = 108a - 12b

[(1) + 2(2)] 9 = 12b b = 0,75

a = (36 * 0,75) / 216 a = 0,125

Ergebnis: f (x) = 0,125x³ + 0,75x²



Lösung zu Aufgabe 3

f    (x) = ax³  + bx² + cx + d
f '  (x) = 3ax²  + 2bx + c
f '' (x) = 6ax   + 2b

g(x) = x³ - 2x

gleiche Nullstellen:

g(x) = 0

0 = x³ - 2x
0 = x

  x1 = 0; x2 = -2; x3 = 2

(-2/0); (0/0); (2/0) sind auch Punkte des Graphen Gf

(1) f (-2) = 0 0 = -8a + 4b - 2c + d

(2) f (0) = 0 0 = a0³ + b0² + c0 + d d = 0

(3) f(2) = 0  0 = 8a + 4b + 2c + d

In (0/0) schneiden sich die Tangenten senkrecht:

f '(0) = 

g '(x) = 1 x² - 2

g '(0) = -2

f '(0) = = 3a0² + 2b0 + c c =

(1)      0 = -8a + 4b -1
(3) +   0 = 8a + 4b +1

           0 = 8b b = 0

In (3): 0 = 8a + 1 a = -

Ergebnis: f (x) = - x³ + x



Lösung zu Aufgabe 4

f    (x) =   ax³  + bx² + cx + d
f '  (x) = 3ax²  + 2bx + c
f '' (x) = 6ax   + 2b

 

0(0/0):

(1) f (0) = 0 0 = a0³ + b0² + c0 + d d = 0

W(2/1):

(2) f (2) = 1 1 = 8a + 4b + 2c

(3) f ''(2) = 0 0 = 12a + 2b

Steigung in W ist -1,5:

(4) f '(2) = -1,5 -1,5 = 12a + 4b +c

(4)-(2) = (5):  -2 = 8a + 2b

(3)-(5):

2 = 4a a =

in (5) b = -3

in (2) c = 4,5

Ergebnis: f(x) = x³ - 3x² + 4,5x



Lösung zu Aufgabe 5

f    (x) =   ax³  + bx² + cx + d
f '  (x) = 3ax²  + 2bx + c
f '' (x) = 6ax   + 2b

 

WP(0/0):

(1) f (0) = 0 a0³ + b0² + c0 + d d = 0

(2) f ''(0) = 0 0 = 6a0 + 2b b = 0

P(-2/2):

(3) f (-2) = 2 2 = -8a - 2c

(4) f '(-2) = 0 0 = 12a + c

(4) * 2 + (3):

2 = 16a a =

a in (4):

0 = 12 * + c c = -1

Ergebnis: f (x) = x³ - 1x



Lösung zu Aufgabe 6

f    (x) =   ax³  + bx² + cx + d
f '  (x) = 3ax²  + 2bx + c
f '' (x) = 6ax   + 2b

 

A(2/3):

(1) f (2) = 3 3 = 8a + 4b + 2c + d

(2) f '(2) = -9 -9 = 12a + 4b + c

EP:

(3) f '(-1) = 0 0 = 3a - 2b + c

WP(0/y0):

(4) f ''(0) = 0 0 = 6a0 + 2b b = 0

(2)      -9 = 12a + c
(3)       0 =   3a + c
(3)-(2):
9 = -9a a = -1

a in (3):

0 = 3 * (-1) + c c = 3

c in (1):

3 = -8 + 6 + d d = 5

Ergebnis: f (x) = -x³ + 3x + 5



Lösung zu Aufgabe 7

f    (x) =   ax³  + bx² + cx + d
f '  (x) = 3ax²  + 2bx + c
f '' (x) = 6ax   + 2b

 

(1) f (0) = 0 a0³ + b0² + c0 + d d = 0

(2) f (2) = 1 1 = 8a + 4b + 2c

(3) f ''(2) = 0 0 = 12a + 2b

(4) f '(2) = 0 0 = 12a + 4b + c

(2) 1 = 8a + 4b + 2c
(4) 0 = 12a + 4b + c

(2) - (4)*2 = (5) :

(5) 1 = -16a - 4b
(3) 0 = 12a + 2b
(5) + (3)*2 : 1 = 8a a=

a in (3):

0 = + 2b b = -

a und b in (4):

0 = - 3 + c c =

Ergebnis: f (x) = x³ - x² + x



Lösung zu Aufgabe 8

f    (x) =   ax³  + bx² + cx + d
f '  (x) = 3ax²  + 2bx + c
f '' (x) = 6ax   + 2b

 

Tangente: t (x) = -3x + 6

t (2) = 0 P1(2/0) mit der Steigung m = -3

(1) f (0) = -2 -2 = a0³ + b0² + c0 + d d = -2

(2) f (2) = 0 0 = 8a + 4b + 2c - 2

(3) f '(2) = -3 -3 = 12a + 4b + c

(4) f ''(2) = 0 0 = 12a + 2b

(2)   0 = 8a + 4b + 2c - 2
(3) -3 = 12a + 4b + c

(1) - (3)*2 = (5) : 6 = -16a - 4b -2

(5)   6 = -16a - 4b -2
(4)    0 = 12a + 2b


(5) + (4)*2:

6 = 8a -2 a = 1

a in (4):

0 = 12 + 2b b = -6

a und b in (3):

-3 = 12 + 4*(-6) + c c = 9

Ergebnis: x³ - 6x² + 9x - 2

 



Lösung zu Aufgabe 9

Symmetrie zur y-Achse
f (x) = ax4 + bx2 + c
f '  (x) = 4ax³  + 2bx
f '' (x) = 12ax²  + 2b

 

P(2/0):

(1) f (2) = 0 0 = 16a + 4b + c

m = 2 :

(2) f '(2) = 2 2 = 32a + 4b

WP:

(3) f ''(-1) = 0 0 = 12a + 2b

(2) 2 = 32a + 4b
(3) 0 = 12a + 2b


(2) - (3)*2: 2 = 8a a =

a in (3):

0 = 3 + 2b b = -

a und b in (1):

0 = 4 - 6 + c c = 2

Ergebnis: f (x) = x4 - x2 + 2



Lösung zu Aufgabe 10

Da die Grafen der Schar achsensymmetrisch sein sollen, fallen alle Glieder des Funktionsterms mit ungeraden Exponenten weg.

fa (x) = ax4 + cx2 + e

fa' (x) = 4ax3 + 2cx

P(0/2):

fa (0) = 2 a04 + c02 + e e = 2

fa' (1) = 12 12 = 4a + 2c c = 6 - 2a

fa (x) = ax4 + (6 - 2a)x2 + 2

Ergebnis: fa (x) = ax4 + (3 - a)2x + 2