Aufgabe 2 - Differentialrechnung · Abitur NRW Mathematik GK · Teil B · Analysis (CAS) 2020

Thema: Differentialrechnung: Tangenten, Extrem- und Wendepunkte · Aus der Prüfung GK · Teil B · Analysis (CAS) (2020)

Aufgabenstellung

Für jeden Wert von b∈R0+b \in \mathbb{R}_0^+ ist eine Funktion gbg_b mit gb(x)=110x⋅(x−b)⋅exg_b(x) = \frac{1}{10}x \cdot (x - b) \cdot \mathrm{e}^x und x∈Rx \in \mathbb{R} gegeben. Die Abbildung 2 zeigt die Graphen von g2g_2, g3g_3 und g4g_4.

b)

Berechnen Sie denjenigen Wert von bb, für den der Tiefpunkt des Graphen von gbg_b die x-Koordinate 22 hat, und skizzieren Sie den zugehörigen Graphen von gbg_b in der Abbildung 2.

c)

Für jeden Wert von bb haben die Graphen von gbg_b und gb′g'_b einen gemeinsamen Punkt. Berechnen Sie die Koordinaten dieses Punkts.

Aufgabenstellung: Aufgabe 2 - Differentialrechnung · Abitur NRW Mathematik GK · Teil B · Analysis (CAS) 2020

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

b) Berechnen Sie denjenigen Wert von b, für den der Tiefpunkt des Graphen von g_b die x-Koordinate 2 hat

Lösung: 83\frac{8}{3}

c) x-Koordinate des gemeinsamen Punkts von g_b und g'_b

Lösung: b2\frac{b}{2}

c) y-Koordinate des gemeinsamen Punkts von g_b und g'_b

Lösung: −140b2eb2-\frac{1}{40}b^2 e^{\frac{b}{2}}

b) Skizzieren Sie den zugehörigen Graphen von g_b in der Abbildung 2

Lösung: Der Graph für b=83≈2,67b = \frac{8}{3} \approx 2{,}67 verläuft zwischen g2g_2 und g3g_3. Er besitzt seinen Tiefpunkt bei x=2x = 2 mit y=g8/3(2)=110⋅2⋅(2−83)⋅e2=−430e2≈−0,99y = g_{8/3}(2) = \frac{1}{10}\cdot 2\cdot \left(2 - \frac{8}{3}\right)\cdot e^2 = -\frac{4}{30}e^2 \approx -0{,}99 und schneidet die xx-Achse bei x=0x = 0 sowie bei x=83≈2,7x = \frac{8}{3} \approx 2{,}7.

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