Aufgabe A3 - c · Abitur NRW Mathematik LK · Haupttermin · CAS 2023

Thema: Graphen von f, f′ und F deuten · Aus der Prüfung LK · Haupttermin · CAS (2023)

Aufgabenstellung

Gegeben ist die auf R\mathbb{R} definierte Funktion ff mit der Gleichung f(x)=e(x2)f(x) = \mathrm{e}^{\left(x^2\right)}.

c) Gegeben ist eine auf R\mathbb{R} definierte ganzrationale Funktion ff, die nicht linear ist, mit der ersten Ableitungsfunktion f′f' und der zweiten Ableitungsfunktion f′′f''. Sie besitzt die folgenden Eigenschaften:

ff hat bei x1x_1 eine Nullstelle.

Es gilt f′(x2)=0f'(x_2) = 0 und f′′(x2)≠0f''(x_2) \neq 0.

f′f' hat ein Minimum an der Stelle x3x_3.

Abbildung 1 zeigt die Positionen von x1x_1, x2x_2 und x3x_3.

(1)

Begründen Sie, dass ff mindestens den Grad 3 besitzt.

(2)

Skizzieren Sie einen möglichen Verlauf des Graphen von ff in Abbildung 1.

Aufgabenstellung: Aufgabe A3 - c · Abitur NRW Mathematik LK · Haupttermin · CAS 2023

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

(1) Begründen Sie, dass f mindestens den Grad 3 besitzt.

Lösung: Da f′f' an der Stelle x3x_3 ein Minimum hat [und f′f' nicht konstant sein kann, da ff laut Aufgabenstellung keine lineare Funktion ist], ist der Grad von f′f' mindestens 2 und damit der Grad von ff mindestens 3.

(2) Skizzieren Sie einen möglichen Verlauf des Graphen von f in Abbildung 1.

Lösung: Ein möglicher Graph von ff geht durch den Punkt (x1∣0)(x_1|0) auf der x-Achse, besitzt bei x2x_2 einen Hochpunkt (mit waagerechter Tangente) und bei x3x_3 einen Wendepunkt, da dort die Steigung minimal ist.

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