Teil A2 - Aufgabe c · Abitur NRW Mathematik LK · Haupttermin · GTR 2021

Thema: Differentialrechnung: Tangenten, Extrem- und Wendepunkte · Aus der Prüfung LK · Haupttermin · GTR (2021)

Aufgabenstellung

a) Betrachtet wird die auf R\mathbb{R} definierte Funktion ff mit f(x)=x4−k⋅x2f(x) = x^4 - k \cdot x^2, wobei für kk eine positive reelle Zahl steht. Abbildung 1 stellt den Graphen von ff dar.

c) Betrachtet wird die Funktion ff mit f(x)=(x2+2x)⋅e−x+4f(x) = (x^2 + 2x) \cdot e^{-x+4} und x∈Rx \in \mathbb{R}.

Abbildung 3 zeigt den Graphen von ff.

(1)

ff hat genau zwei Extremstellen.

Ermitteln Sie die zwei Extremstellen der Funktion ff.

Hinweis: Die hinreichende Bedingung muss nicht nachgewiesen werden.

x1=x_1 =

x2=x_2 =

(2)

Skizzieren Sie in Abbildung 3 den Graphen der ersten Ableitung von ff.

Hinweis: Auf die genauen yy-Werte kommt es dabei nicht an.

Aufgabenstellung: Teil A2 - Aufgabe c · Abitur NRW Mathematik LK · Haupttermin · GTR 2021

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

(1) Ermitteln Sie die zwei Extremstellen der Funktion f (erste Extremstelle):

Lösung: x=−2x = -\sqrt{2} / −2-\sqrt{2} / −1,41-1{,}41

(1) Ermitteln Sie die zwei Extremstellen der Funktion f (zweite Extremstelle):

Lösung: x=2x = \sqrt{2} / 2\sqrt{2} / 1,411{,}41

(2) Skizzieren Sie in Abbildung 3 den Graphen der ersten Ableitung von f.

Lösung: Der Graph von f′f' (gestrichelt dargestellt) besitzt Nullstellen bei den Extremstellen von ff (x=−2x = -\sqrt{2} und x=2x = \sqrt{2}), ist positiv dort, wo ff streng monoton wächst, und negativ dort, wo ff fällt.

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