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Mathe-LK · ML1 · Analysis

Funktionsterm aus Eigenschaften

Bei einer Steckbriefaufgabe ist nicht die Funktion gegeben, sondern Eigenschaften ihres Graphen. Jede Eigenschaft liefert eine Gleichung für die unbekannten Koeffizienten: ein Punkt eine, ein Extrempunkt zwei. Man braucht so viele Gleichungen wie Unbekannte; Symmetrie spart dabei Koeffizienten. Hier siehst du das Gleichungssystem wachsen und die Kurve einrasten.

So gehst du vor

  1. 1Wähle eine Vorlage oder den Grad und die Symmetrie des Ansatzes. Beobachte, wie viele Unbekannte der Ansatz hat.
  2. 2Füge Eigenschaften hinzu. Solange Gleichungen fehlen, siehst du graue Kurven: Viele Funktionen passen noch.
  3. 3Ziehe die Punkte im Graphen. Die Gleichungen und die Kurve passen sich an.
  4. 4Lies die Probe: Ist der geforderte Extrempunkt wirklich einer? f′(p) = 0 ist nur notwendig.

Graph

−4−3−2−11234−4−3−2−112345xy
eindeutige Lösungnoch möglichPunktExtrempunktWendepunkt

Lineares Gleichungssystem

f(1) = 2a + b = 2
f′(1) = 03a + b = 0

Vorlage

Grad des Ansatzes

Symmetrie

Ansatz
f(x) = ax3 + bx
2 Unbekannte, 2 Gleichungen

Eigenschaft hinzufügen

Extrempunkt (1 | 2)
Ergebnis
f(x) = −x3 + 3x
a = −1, b = 3
Probe
x = 1: f′(1) = 0, f″(1) = (−6), also Hochpunkt

Aufträge

  1. Vorlage „Grad 3, Hochpunkt“: Stelle die beiden Gleichungen von Hand auf und löse sie. Warum genügt ein Punkt, obwohl ein Polynom vom Grad 3 vier Koeffizienten hat?
  2. Vorlage „Parabel durch drei Punkte“: Löse das Gleichungssystem von Hand. Ziehe dann den Punkt (2 | 3) auf (2 | 1). Was fällt am Term auf?
  3. Lege bei Grad 2 zwei Punkte mit gleichem x, aber verschiedenem y an. Was meldet die Seite, und warum kann das nie gehen?
  4. Grad 3, keine Symmetrie: Setze einen Extrempunkt und einen Wendepunkt in denselben Punkt (0 | 0) und dazu den Punkt (1 | 2). Welche Funktion entsteht? Was sagt die Probe?
  5. Grad 2: Fordere zwei verschiedene Extremstellen. Was geschieht? Erkläre es am Term von f′.

Theorie: M1 Analysis, Abschnitt „Funktionsterm aus Eigenschaften“; Gaußverfahren in M2, Kapitel „Lineare Gleichungssysteme“.

Üben in minærva noctua

Fragen und Aufgaben zu den passenden Abschnitten im Skript:

Einordnen in minærva tela

Worauf das aufbaut und wohin es führt: