Lösung Musterklassenarbeit Aufgabe 6

Zuletzt geändert von akukin am 2024/12/03 07:08

a) f besitzt den Grad 4, da die Funktion ausmultipliziert f(x)=2x\cdot (x^3-5x^2+6x)=2x^4-10x^3+12x^2 ist und der Grad einer Polynomfunktion dem höchsten vorkommenden Exponenten von x entspricht. Die Vergleichsfunktion  g ist somit  g(x)=x^4.

b) Da der Grad von f gerade ist und der Vorfaktor des führenden Exponenten (2) positiv ist, gilt für das Verhalten:
Für x\rightarrow \infty geht f(x)\rightarrow \infty.
Für x\rightarrow -\infty geht f(x)\rightarrow \infty.

c) Da sowohl negative als auch positive Exponenten vorkommen, liegt keine Symmetrie vor.

(Alternativ: f(-x)= 2(-x)^4-10(-x)^3+12(-x)^2=2x^4+10x^3+12x^2 \neq f(x) \ \text{oder} \ -f(x))

d) Wir setzen f(x)=0: f(x)=2x\cdot (x^3-5x^2+6x)=0
und sehen mit dem Satz vom Nullprodukt direkt, dass die linke Seite 0 wird für x=0.

Nun schauen wir, wann der Faktor (x^3-5x^2+6x)=0 wird.
x^3-5x^2+6x=0 \ \Leftrightarrow \ x(x^2-5x+6)=0. Mit dem Satz vom Nullprodukt, ergibt sich wieder x=0.
Um zu schauen, wann x^2-5x+6=0 gilt, wenden wir die Mitternachtsformel an:

\begin{align}
x_{3,4} &=\frac{5\pm\sqrt{5^2-4\cdot 1 \cdot 6 }}{2\cdot 1} \\
&=\frac{5\pm\sqrt{25-24}}{2} \\
&= \frac{5\pm\sqrt{1}}{2} \\
&= \frac{5\pm 1}{2}
\end{align}

Wir erhalten so die beiden Nullstellen x_3= \frac{5+1}{2}=3 und x_4=\frac{5-1}{2}=2.

Insgesamt erhalten wir die vier Nullstellen x_{1,2}=0 (doppelte Nullstelle), x_3=3 (einfache Nullstelle) und x_4=2 (einfache Nullstelle).

e) Wichtig bei der Skizze sind die Nullstellen und das globale Verhalten. Bei den Nullstellen ist zu beachten, dass an der Stelle x=0 eine doppelte Nullstelle liegt und der Graph die x-Achse somit nur berührt und dass bei den anderen beiden Nullstellen die x-Achse geschnitten wird.

Funktionsgraph.png