Aufgabe Monotonieverhalten

Aufrufe: 629     Aktiv: 12.01.2020 um 13:59

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Hallo Zusammen,

danke schonmal für die Unterstützung.

Es geht um diese Aufgabe:f(x)= 2x^5-5x^4-10x^3+3

ges.: Monotoniebereiche

Lösung:

f'(x) =10x^4-20x^3-30x^2

       =10x^2*(x^2-2x-3)

Für 10x^2 -->größer gleich 0

Für x^2-2x-3 -->bestimmt das f'- Vorzeichen

Ich verstehe hier nicht, warum man es differenziert betrachtet (also 10x^2 und x^2-2x-3) - Könnte mir das jemand erklären?

Und warum setzte man nur x^2-2x-3 gegen 0 ?

y=x^2-2x-3

0=x^2-2x-3

x1= -1

x2=3

 

Damit:

x^2-2x-3 <0 für -1<x<3

x^2-2x-3>0 für x<-1 und 3<x

 

Man erhält:

f'(x) <0 für -1<x<3

f'(x) >0 für x<-1 und 3<x

 

Das heißt:

f streng monoton : - fallend für -1≤x≤3

                               - wachsend für x≤-1 und 3≤x

 

Ich habe alle Aufgaben zum Monotnieverhalten verstanden außer diese. Ich verstehe einfach nicht warum man sich nur auf x^2-2x-3 konzentriert und die 10x^2 mehr oder weniger ignoriert. Vielleicht kann mir jemand helfen, das wäre super!

 

 

 

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Nun ja, das steht eigentlich schon mehr oder weniger in der Aufgabe drin.

Da 10x^2 immer größer gleich 0 ist, hat diese Teilfunktion keine Auswirkung auf das Vorzeichen der Ableitung. Denn, ist der Rest der Funktion negativ, bleibt er mit der Multiplikation mit 10x^2 auch negativ. Ist er positiv, bleibt er positiv. 


Der Rest der Funktion (also das x^2-2x-3) ist also kleiner als 0 für -1 < x < 3.

Und größer als 0 für x > 3 und x < -1. Das findest du ja durch einsetzen verschiedener Werte raus. (z.B. -2, 0, 4)

Multiplizierst du also zu 0^2-2*0-3 die 10*0^2 bleibst du negativ. Für x = -2 und x = -4 Bleibst du positiv. 
Also ist die Funktion im Bereich [-1,;3] monoton fallend und und bei [-inf;-1[ und ]3;inf] streng monoton wachsend.

Die Lösung ist aber nicht ganz korrekt. Da die Ableitung an der Stelle x= 0 ebenfalls eine Nullstelle besitzt (da 10*0^2 = 0), was in der Lösung ja nicht beachtet wurde, hat die Originalfunktion an dieser Stelle einen Terrassenpunkt (zumindest haben wir das damals in der Schule so genannt ^^) die Funktion fällt also erst, hat dann Steigung 0 und fällt danach weiter. 
Nach Definition ist eine Funktion aber erst dann streng monoton fallend, wenn die Steigung in dem gegebenen Intervall immer kleiner als 0 ist. Das ist sie hier aber nicht. Also nur monoton fallend. 

LG Marco

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