Aufgabe 1.3 · Abitur NRW Mathematik LK · Teil A · Analysis 2024

Thema: Funktionen und ihre Eigenschaften · Aus der Prüfung LK · Teil A · Analysis (2024)

Aufgabenstellung

Die Abbildung zeigt den Graphen Gf\text{G}_f der in R\mathbb{R} definierten Funktion ff mit f(x)=2⋅sin⁡(12x)f(x) = 2 \cdot \sin\left(\frac{1}{2}x\right).

Betrachtet wird die Schar der in R\mathbb{R} definierten Funktionen faf_a mit fa(x)=x⋅ea⋅xf_a(x) = x\cdot e^{a\cdot x} und a∈Ra \in \mathbb{R}, a≠0a \neq 0. Für jeden Wert von aa besitzt die Funktion faf_a genau eine Extremstelle.

a

Begründen Sie, dass der Graph von faf_a für x<0x < 0 unterhalb der x-Achse verläuft. [2 BE]

b

Beide Abbildungen zeigen einen Graphen der Schar, einen der beiden für einen positiven Wert von aa. Entscheiden Sie, welche Abbildung dies ist, und begründen Sie Ihre Entscheidung. [3 BE]

Ihre Antworten wurden erfasst. Vergleichen Sie Ihre Begründungen bitte mit der Musterlösung.

Aufgabenstellung: Aufgabe 1.3 · Abitur NRW Mathematik LK · Teil A · Analysis 2024

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

a) Begründen Sie, dass der Graph von fa für x < 0 unterhalb der x-Achse verläuft.

Lösung: Wegen ea⋅x>0e^{a\cdot x} > 0 sind die Funktionswerte x⋅ea⋅xx\cdot e^{a\cdot x} von faf_a für negative x-Werte ebenfalls negativ.

b) Entscheiden Sie, welche Abbildung dies ist

Lösung: Abb. 2

b) Begründen Sie Ihre Entscheidung.

Lösung: Wegen lim⁡x→+∞fa(x)=+∞\lim_{x\to +\infty} f_a(x) = +\infty für a>0a > 0 ist Abbildung 1 aufgrund des Fehlens weiterer Extrempunkte ausgeschlossen.

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