Aufgabe CAS 3 - 1 - Differentialrechnung · Abitur NRW Mathematik LK · Teil B · Analysis (CAS) 2018

Thema: Differentialrechnung: Tangenten, Extrem- und Wendepunkte · Aus der Prüfung LK · Teil B · Analysis (CAS) (2018)

Aufgabenstellung

Für jeden Wert von k∈R+k \in \mathbb{R}^+ wird die Funktion fk:x↦k⋅x2+400f_k: x \mapsto \sqrt{k \cdot x^2 + 400} mit Definitionsbereich R\mathbb{R} betrachtet.

c)

Ermitteln Sie die Koordinaten und die Art des Extrempunkts des Graphen von fkf_k.

d)

Bestimmen Sie diejenigen Werte von c∈Rc \in \mathbb{R}, für die die Tangente an den Graphen von f5f_5 im Punkt (c∣f5(c))(c \mid f_5(c)) die y-Achse in einem Punkt schneidet, dessen y-Koordinate größer als 10 ist.

e)

Zeigen Sie, dass für jeden Wert von kk keine der Tangenten an den Graphen von fkf_k durch den Koordinatenursprung verläuft.

Aufgabenstellung: Aufgabe CAS 3 - 1 - Differentialrechnung · Abitur NRW Mathematik LK · Teil B · Analysis (CAS) 2018

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

c) Ermitteln Sie die Koordinaten und die Art des Extrempunkts des Graphen von fkf_k.

Lösung: Tiefpunkt

c) Koordinaten des Extrempunkts

Lösung: (0∣20)(0 \mid 20)

d) Bestimmen Sie diejenigen Werte von c∈Rc \in \mathbb{R}, für die die Tangente an den Graphen von f5f_5 im Punkt (c∣f5(c))(c \mid f_5(c)) die y-Achse in einem Punkt schneidet, dessen y-Koordinate größer als 10 ist.

Lösung: −415<c<415-4\sqrt{15} < c < 4\sqrt{15}

e) Zeigen Sie, dass für jeden Wert von kk keine der Tangenten an den Graphen von fkf_k durch den Koordinatenursprung verläuft.

Lösung: Würde die Tangente an den Graphen von fkf_k im Punkt (x0∣fk(x0))(x_0 \mid f_k(x_0)) durch den Koordinatenursprung verlaufen, so müsste fk′(x0)⋅x0=fk(x0)f_k'(x_0) \cdot x_0 = f_k(x_0) gelten. Diese Gleichung hat jedoch keine Lösung.

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