Teil A3 - 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) Gegeben ist die Funktion ff mit f(x)=(x2+2x)⋅e−x+4f(x) = (x^2 + 2x) \cdot e^{-x+4} mit x∈Rx \in \mathbb{R}.

Der Graph von ff ist in Abbildung 3 dargestellt.

(1)

Die Funktion ff weist genau zwei Extremstellen auf.

Ermitteln Sie beide Extremstellen der Funktion ff.

Hinweis: Die hinreichende Bedingung muss nicht nachgewiesen werden.

(2)

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

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

Aufgabenstellung: Teil A3 - Aufgabe c · Abitur NRW Mathematik LK · Haupttermin · GTR 2021

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

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

Lösung: −2-\sqrt{2} / 2\sqrt{2}

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

Lösung: 2\sqrt{2} / −2-\sqrt{2}

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

Lösung: Der Graph der Ableitungsfunktion f′f' (gestrichelt) hat Nullstellen an den Extremstellen von ff (x=−2x = -\sqrt{2} und x=2x = \sqrt{2}), verläuft für x<−2x < -\sqrt{2} im Negativen, zwischen den Nullstellen im Positiven (mit einem Hochpunkt) und für x>2x > \sqrt{2} im Negativen und nähert sich asymptotisch der x-Achse an.

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