Ein Punkt P(x0|f(x0)) des Graphen Gf einer Funktion f heißt Wendepunkt (und die Stelle x0 dann eine Wendestelle), wenn sich dort die Krümmung des Graphen ändert. Die Tangente an diesem Punkt ist die Wendetangente. Ein Wendepunkt mit waagerechter Tangente ist ein Sattelpunkt bzw. Terrassenpunkt. Show
Bedingungen für Wendepunkte Wenn eine zweimal differenzierbare Funktion f an der Stelle x0 einen Wendepunkt hat, dann ist ihre zweite Ableitung null (\(f'' ( x_0 ) = 0\)) und ihre Krümmung verschwindet dort. Umgekehrt muss die zweite Ableitung null sein, damit bei x0 ein Wendestelle sein kann – diese notwendige Bedingung ist aber nicht hinreichend, z. B. hat f(x) = x4 im Ursprung einen Tiefpunkt und keinen Wendepunkt, obwohl dort die zweite Ableitung null ist. Eine hinreichende Bedingung für eine Wendestelle ist, dass die zweite Ableitung null wird und die dritte Ableitung an dieser Stelle ungleich null ist. Eine andere hinreichende (und oft leichter zu überprüfende) Bedingung hierfür ist, dass die zweite Ableitung verschwindet und an dieser Stelle ihr Vorzeichen wechselt. Schlagworte
Abiturprüfung Abiturprüfung Analysis A1 2014 NRW LKEin Ölfeld wird seit Beginn des Jahres 1990 mit Bohrungen in mehreren Erdöl führenden Schichten erschlossen. Die momentane Förderrate1 aus diesem Ölfeld im Zeitraum von Anfang 1990 bis Ende 2009 kann im Intervall \( [0;20]\) durch die Funktion \(f\) mit der Gleichung \(f(t)=(1020-40t) \cdot e^{0,1 \cdot t};\quad t \in \mathbb R\) modelliert werden. Dabei wird \(t\) als Maßzahl zur Einheit 1 Jahr und \( f(t)\) als Maßzahl zur Einheit 1000 Tonnen pro Jahr aufgefasst. Der Zeitpunkt \( t=0\) entspricht dem Beginn des Jahres 1990. Der Graph von \(f\) ist in der Abbildung 1 in dem für die Mathematik Abitur Dauer: 120 Minuten AbiturprüfungAbiturprüfung Analysis A2 2014 NRW GKIn ein Staubecken oberhalb eines Bergdorfes fließen zwei Bäche. Nach Regenfällen unterschiedlicher Dauer und Stärke können die momentanen Zuflussraten1 aus den beiden Bächen durch Funktionen \( f_a\) für den Bach 1 und \( g_a \) für den Bach 2 und die Gesamtzuflussrate aus den beiden Bächen durch eine Funktion \(h_a \) für einen bestimmten Beobachtungszeitraum modelliert werden. Gegeben sind für \(a>0\) zunächst die Funktionsgleichungen: \(f_a(t) = \frac 1 4 t^3 - 3a \cdot t^2 + 9a^2 + 340;\quad t \in \mathbb R\) \(h_a(t) = \frac 1 4 t^3 - 7a \cdot t^2 + 24a^2 + 740;\quad t \in \mathbb R\) In diesem Kapitel beschäftigen wir uns mit der Bedeutung bzw. der Interpretation der zweiten Ableitung. Falls du noch nicht weißt, wie man Ableitungen berechnet, solltest du dir den Themenbereich der Differentialrechnung durchlesen. Inhaltsverzeichnis
Geometrische InterpretationDie zweite Ableitung hilft zu entscheiden, ob sich eine Kurve im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn dreht, wenn wir uns im Koordinatensystem von links nach rechts bewegen. Beispiel 1 Die blaue Kurve dreht sich im Uhrzeigersinn. Man sagt auch, dass sie konkav ist. Die rote Kurve dreht sich im Gegenuhrzeigersinn. Man sagt auch, dass sie konvex ist. Merkspruch Konkav ist der Buckel vom Schaf. In einem anderen Kapitel lernst du mehr über das Krümmungsverhalten einer Funktion. Ist die Funktion konkav oder konvex?Konkavität Für Beispiel 2
Die Funktion Konvexität Für Beispiel 3
Die Funktion Sonderfall: Funktion, die konkav und konvex ist Beispiel 4
Wann ist die 2. Ableitung kleiner (bzw. größer) Null?
Daraus folgt: Die Funktion Um den Übergang von konkav zu konvex zu verdeutlichen, wurde bei Im nächsten Kapitel erfährst du, wie uns die 2. Ableitung dabei hilft, die Extremwerte (Hochpunkte und Tiefpunkte) einer Funktion zu berechnen. Warum darf die zweite Ableitung nicht Null sein?Denn wenn die zweite Ableitung Null ist, befindet sich in der ersten Ableitung ein Extremum, was Nullstelle zur ersten Ableitung ist und somit würde sich die Steigung der Funktion nicht ändern und es würde sich deshalb nicht um einen Extrempunkt handeln.
Kann eine Ableitung Null sein?Ableitung gleich Null ist, dann liegt entweder ein Extremum oder ein Sattelpunkt vor: Wir sehen also, dass die Bedingung f '(x)=0 keinen eindeutigen Schluß zuläßt, ob tatsächlich ein Extremum vorliegt (denn es kann ja auch ein Sattelpunkt sein).
Was sagt die zweite Ableitung aus?Die 2. Ableitung gibt die Änderung der Steigung an. Sie gibt also Auskunft über die Krümmung des Graphen. Ist f''(x) > 0, wird die Steigung größer.
Was wenn Extrempunkt 0 ist?Ist f“(x0) > 0, hast du einen Tiefpunkt (Minimum). Ist f“(x0) < 0, hast du einen Hochpunkt (Maximum).
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Was wenn einsetzen in zweite ableitung gleich null
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