Analysis
1.1
Die Funktion
ist gegeben durch
mit
Die Abbildung zeigt das Schaubild
von
Es gilt:
Es gilt:

1.1.1
Begründe, dass
symmetrisch zur
-Achse ist.
Bestimme den Umfang des Dreiecks, dessen Eckpunkte die Schnittpunkte von
mit den Koordinatenachsen sind.
Bestimme den Umfang des Dreiecks, dessen Eckpunkte die Schnittpunkte von
4
1.1.2
Zeige, dass
keinen Wendepunkt besitzt.
2
1.1.3
Berechne den Inhalt der Fläche, die von
und den Koordinatenachsen im 1. Quadranten umschlossen wird.
Bestimme eine Gleichung der Geraden, die durch den Hochpunkt von
verläuft und diese Fläche halbiert.
Bestimme eine Gleichung der Geraden, die durch den Hochpunkt von
4
1.2
Die Funktion
ist gegeben durch
mit
ist das Schaubild von
1.2.1
Die Funktion
besitzt eine Nullstelle
im Intervall
Bestimme die ersten beiden Nachkommastellen von
Bestimme die ersten beiden Nachkommastellen von
2
1.2.2
Ermittle, um wie viele Längeneinheiten man die Gerade mit
nach oben verschieben muss, damit die verschobene Gerade
berührt.
3
1.2.3
Die Abbildung zeigt jeweils einen Ausschnitt des Schaubilds
sowie des Schaubilds
einer für
definierten Funktion
Betrachtet wird der Term
Betrachtet wird der Term

1.2.3.1
Erläutere die Bedeutung des Wertes von
im dreidimensionalen geometrischen Zusammenhang.
2
1.2.3.2
Es gilt:
Ermittle einen Funktionsterm für
3
20
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1.1.1
Symmetrie begründen
Bei
handelt es sich um eine ganzrationale Funktion vierten Grades, deren Funktionsterm nur gerade Exponenten enthält. Der Graph einer solchen Funktion ist symmetrisch zur
-Achse.
Umfang des Dreiecks bestimmen
1. Schritt: Koordinaten der Schnittpunkte mit der
-Achse bestimmen
Da
gilt folgt aufgrund der Symmetrie auch
schneidet die
-Achse also in den Punkten
und
2. Schritt: Koordinaten des Schnittpunkts mit der
-Achse bestimmen
schneidet die
-Achse in dem Punkt
3. Schritt: Umfang bestimmen
Der Umfang des Dreiecks beträgt also:
1.1.2
Für einen Wendepunkt muss das notwendige Kriterium
erfüllt sein.
Gleichsetzen liefert:
Da das Quadrat einer Zahl nicht negativ sein kann, besitzt die Gleichung
keine Lösung.
besitzt also keine Stelle, an der das notwendige Kriterium für Wendestellen erfüllt ist.
kann daher keinen Wendepunkt besitzen.
1.1.3
Flächeninhalt berechnen
Geradengleichung bestimmen
Aufgrund der Symmetrie liegt der Hochpunkt von
auf der
-Achse und hat somit die Koordinaten
Dadurch ergibt sich folgende Gleichung für den Flächeninhalt des Dreiecks:
Die gesuchte Gerade schneidet die
-Achse also im Punkt
Die Steigung der Geraden folgt mit dem Differenzenquotienten:
Da die Gerade durch den Hochpunkt
verläuft, ist der
-Achsenabschnitt
Eine Gleichung der Geraden lautet daher:
Die gesuchte Gerade bildet mit den Koordinatenachsen ein rechtwinkliges Dreieck mit dem Flächeninhalt

Eine Gleichung der Geraden lautet daher:
1.2.1
Mit dem Intervallhalbierungsverfahren kann die Nullstelle von
näherungsweise bestimmt werden.
Die Nullstelle muss also im Intervall
liegen.
Die Nullstelle muss also im Intervall
liegen.
Die Nullstelle muss also im Intervall
liegen.
Die Nullstelle muss also im Intervall
liegen.
Die Nullstelle muss also im Intervall
liegen.
Die Nullstelle muss also im Intervall
liegen.
Die Nullstelle muss also im Intervall
liegen.
Die Nullstelle muss also im Intervall
liegen.
Die Nullstelle muss also im Intervall
liegen.
Beide Intervallgrenzen haben die gleichen ersten beiden Nachkommastellen. Für die gesuchte Nullstelle gilt also
Da die dritten Nachkommastellen
und
sind, ergibt das gerundet auf zwei Nachkommastellen
Da die dritten Nachkommastellen
1.2.2
Damit die Gerade und
sich berühren, müssen sie in der Stelle, in der sie sich berühren, die gleiche Steigung und den gleichen Funktionswert haben.
Für die verschobene Gerade gilt
Sie hat an jeder Stelle die Steigung
Die Steigung von
wird durch die erste Ableitungsfunktion von
beschrieben:
Gleichsetzen mit
An der Stelle
haben die Gerade und
also die gleiche Steigung.
Die Gerade muss also so verschoben werden, dass ihr
-Achsenabschnitt
ist. Sie muss also um eine Längeneinheit nach oben verschoben werden.
1.2.3.1
1.2.3.2
Der erste angegebene Term für
kann wie folgt umgeformt und zusammengefasst werden:
Der zweite gegebene Term kann wie folgt umgeformt werden:
Damit beide Terme identisch sind, muss folgendes gelten: