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Kurvendiskussion Ganzrationale Funktion Aufgaben und Lösungen http://www.fersch.de ©Klemens Fersch 24. August 2019 Inhaltsverzeichnis 1 Ganzrationale Funktion 2 2 Quadratische Funktionen f (x)= ax 2 + bx + c 8 2.1 Aufgaben ........................................................ 8 2.2 Lösungen ........................................................ 10 3 Kubische Funktionen f (x)= ax 3 + bx 2 + cx + d 120 3.1 Aufgaben ........................................................ 120 3.2 Lösungen ........................................................ 121 4 Funktionen 4. Grades f (x)= ax 4 + bx 3 + cx 2 + dx + e 241 4.1 Aufgaben ........................................................ 241 4.2 Lösungen ........................................................ 242 5 Funktionen höheren Grades 334 5.1 Aufgaben ........................................................ 334 5.2 Lösungen ........................................................ 335 6 Ganzrationale Funktion 400 6.1 Terme aufstellen .................................................... 402 6.1.1 Aufgaben .................................................... 402 6.1.2 Lösungen .................................................... 403 1

Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

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Page 1: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

KurvendiskussionGanzrationale FunktionAufgaben und Lösungen

http://www.fersch.de

©Klemens Fersch

24. August 2019

Inhaltsverzeichnis1 Ganzrationale Funktion 2

2 Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c 82.1 Aufgaben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.2 Lösungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

3 Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d 1203.1 Aufgaben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1203.2 Lösungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

4 Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e 2414.1 Aufgaben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2414.2 Lösungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242

5 Funktionen höheren Grades 3345.1 Aufgaben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3345.2 Lösungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335

6 Ganzrationale Funktion 4006.1 Terme aufstellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402

6.1.1 Aufgaben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4026.1.2 Lösungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403

1

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Ganzrationale Funktion

1 Ganzrationale Funktion

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

2

4

6f1(x) = −1, 25 · x2 + 5 · xf2(x) = −x3 + 3 · x + 2

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

2

4

6f3(x) = (x − 2)3

f4(x) = 0, 1x(x + 4)(x − 4)f5(x) = −0, 03(x + 3)2(x − 6)

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

2

4

6f6(x) = (x + 1)4

f7(x) = 0, 05(x2 − 4)(x2 − 16)f8(x) = x2(x2 − 4)

Formen der Polynomfunktion - ganzrationale Funktion

• Summendarstellung der Polynomfunktionf(x) = anx

n + an−1xn−1 + an−2x

n−2...+ a1x1 + a0

oderf(x) = axn + bxn−1 + cxn−2...

Die höchste Potenz (n) gibt den Grad der Polynomfunktionan.• Produktdarstellung (faktorisierte Form) der Polynom-funktionIst der Grad des Polynoms gleich der Anzahl der (reel-len)Nullstellen, kann man die Funktion in faktorisierterForm schreiben.f(x) = a(x− x1)(x− x2)(x− x3)...

Nullstellen: x1, x2, x3...

Linearfaktoren: (x− x1), (x− x2)...

a=Koeffizient der höchsten PotenzGrad 1: Lineare Funktionf(x) = ax+ b

Grad 2: Quadratische Funktionf(x) = ax2 + bx+ c f(x) = a(x− x1)(x− x2)

Grad 3: Kubische Funktionf(x) = ax3 + bx2 + cx+ d

f(x) = a(x− x1)(x− x2)(x− x3)

Grad 4: Biquadratische Funktionenf(x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e

f(x) = a(x− x1)(x− x2)(x− x3)(x− x4)

Grad 5:f(x) = ax5 + bx4 + cx3 + dx2 + ex+ f

f(x) = a(x− x1)(x− x2)(x− x3)(x− x4)(x− x5)

Summen- in Produktdarstellung:f1 (x) = −1 1

4x2 + 5x = −1 1

4x(x− 4)

f2(x) = −x3 + 3 · x+ 2 = −(x+ 1)2(x− 2)f4(x) =

110x3 − 1 3

5x = 0

x( 110x2 − 1 3

5) = 0 ⇒ x1 = 0 ∨ 1

10x2 − 1 3

5= 0

x2 = 4 x3 = −4Grad der Funktion = Anzahl der Nullstellen = 3Faktorisierte Form:f4 (x) = 0, 1x(x+ 4)(x− 4)

f7(x) =120x4 − x2 + 3 1

5= 0

u = x2 u2 = x4

120u2 − 1u+ 3 1

5= 0

u1/2 =+1±

√(−1)2 − 4 · 1

20· 3 1

5

2 · 120

u1 = 16 u2 = 4x2 = 16

x = ±√16

x1 = 4 x2 = −4x2 = 4

x = ±√4

x3 = 2 x4 = −2Faktorisierte Form:f7 (x) =

120(x+ 4)(x− 4)(x+ 2)(x− 2)

Produkt- in Summendarstellung:f3(x) = (x− 2)(x− 2)(x− 2) = (x− 2)3

f3(x) = x3 − 6x2 − 12x− 8f5 (x) = 0, 1x(x+ 4)(x− 4) = 0, 1x3 − 1 3

5x

f6(x) = (x+ 1)4 = x4 + 4x3 + 6x2 + 4x+ 1f7(x) = 0, 05(x2 − 4)(x2 − 16) = 0, 05x4 − x2 + 16

5

f8(x) = x2(x2 − 4) = x4 − 4x2

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Ganzrationale Funktion

Definitions- und Wertebereich

• Definitionsbereich D = R• Wertebereich- höchster Exponent ungerade:W = R- höchster Exponent gerade:W = [absoluter Tiefpunkt;∞[

W =]−∞;absoluter Hochpunkt]

f1 (x) = −1 14x2 + 5x

absoluter Hochpunkt: (2/5) höchster Exponent: 2 (gerade Zahl)D = R W =]−∞, 5[f2 (x) = −x3 + 3 · x+ 2höchster Exponent: 3 (ungerade Zahl)D = R W = Rf5 (x) = 0, 1x3 − 1 3

5x D = R W = R

f7(x) = 0, 05x4 − x2 + 165

absoluter Tiefpunkt aus der Kurvendiskussion:D = R W = [−1 4

5,∞[

Symmetrie

Punktsymmetrie zum Ursprung:f (−x) = −f (x)

f (x) hat nur ungerade ExponentenAchsensymmetrie zur y-Achse:f (−x) = f (x)

f (x) hat nur gerade Exponenten

f1 (−x) = −1 14· (−x)2 + 5 · (−x)

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprungf2 (−x) = −1 · 1(−x)3 + 3 · (−x) + 2keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprungf4 (x) = 0, 1x3 − 1 3

5x

f4 (−x) = 0, 1(−x)3 − 1 35· (−x)

f4 (−x) = −(0, 1 · x3 − 1 3

5· x

)f4 (−x) = −f (x) ⇒ Symmetrie zum Ursprungf7(x) = 0, 05x4 − x2 + 16

5

f7 (−x) = 120

· (−x)4 − 1 · (−x)2 + 3 15

f7 (−x) = 120

· x4 − 1 · x2 + 3 15

f7 (−x) = f (x) ⇒ Symmetrie zur y-Achse

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Ganzrationale Funktion

Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen

• Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung lösen.( siehe Algebra-Gleichungen)f (x) = 0 axn + bxn−1 + cxn−2... = 0

• höchster Exponent ungerade1 ≦ Anzahl der Nullstellen ≦ Grad des Polynoms• höchster Exponent gerade0 ≦ Anzahl der Nullstellen ≦ Grad des PolynomsFaktorisierte Polynomfunktion

• Nullstellen aus faktorisierten Polynom ablesen.a(x− x1)(x− x2)(x− x3)... = 0

Nullstellen: x1, x2, x3...

Nullstellen aus faktorisierten Polynom ablesen.f3(x) = (x− 2)3 x123 = 2 3-fache Nullstellef5(x) = −0, 03(x+ 3)2(x− 6)x1 = −3 2-fache Nullstellex23 = 6 1-fache Nullstelle

Funktionsterm gleich Null setzen.f1(x) = −1 1

4x2 + 5x = 0

x(−1 14x+ 5) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −1 1

4x+ 5 = 0

−1 14x+ 5 = 0 ∨ x = 4

x1 = 0 x2 = 4Faktorisierte Form: f1 (x) = −1 1

4x(x− 4)

f2 (x) = −x3 + 3x+ 2 = 0Nullstelle für Polynmomdivision erraten:x1 = −1(−x3 +3x +2 ) : (x+ 1) = −x2 + x+ 2−(−x3 −x2)

x2 +3x +2−(x2 +x)

2x +2−(2x +2)

0−x2 + x+ 2 = 0

x1/2 =−1±

√12 − 4 · (−1) · 22 · (−1)

∨ x2 = −1 x3 = 2

Faktorisierte Form: f2 (x) = −(x+ 1)2(x− 2)f4(x) =

110x3 − 1 3

5x = 0

x( 110x2 − 1 3

5) = 0 ⇒ x1 = 0 ∨ 1

10x2 − 1 3

5= 0

x2 = 4 x3 = −4Grad der Funktion = Anzahl der Nullstellen = 3Faktorisierte Form: f5 (x) = 0, 1x(x+ 4)(x− 4)f7(x) =

120x4 − x2 + 3 1

5= 0

u = x2 u2 = x4

120u2 − 1u+ 3 1

5= 0

u1/2 =+1±

√(−1)2 − 4 · 1

20· 3 1

5

2 · 120

u1 = 16 u2 = 4 ∨x2 = 16 x = ±

√16 x1 = 4 x2 = −4

x2 = 4 x = ±√4 x3 = 2 x4 = −2

Faktorisierte Form: f7 (x) =120(x+ 4)(x− 4)(x+ 2)(x− 2)

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Ganzrationale Funktion

Graph oberhalb/unterhalb der x-Achse

Bei ganzrationalen Funktionen kann sich das Vorzeichen nuran den Nullstellen ändern. Einen beliebigen Wert kleinerbzw. größer als die Nullstelle wählen und das Vorzeichen desFunktionswerts in die Tabelle eintragen.Vorzeichentabelle mit f(x)

x < x1 < x

f(x) + 0 −Graph oberhalb 0 unterhalb

+ f(x)>0 Graph oberhalb der x-Achse- f(x)<0 Graph unterhalb der x-Achse

f1 (x) = −1 14x2 + 5x

x < 0 < x < 4 < x

f(x) − 0 + 0 −x ∈]0; 4[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achsex ∈]−∞; 0[ ∪ ]4;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achsef2(x) = −x3 + 3 · x+ 2

x < −1 < x < 2 < x

f(x) + 0 + 0 −x ∈]−∞;−1[ ∪ ]− 1; 2[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]2;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-AchseFaktorisierte Form:f5 (x) = 0, 1x(x+ 4)(x− 4)Nullstellen:x1 = 0 x2 = 4 x3 = −4−5 < −4 f5(−5) = −4, 5

x < −4 < x < 0 < x < 4 < x

f(x) − 0 + 0 − 0 +

x ∈]− 4; 0[ ∪ ]4;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achsex ∈]−∞;−4[ ∪ ]0; 4[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

Grenzwert - Verhalten im Unendlichen

f(x) = anxn + an−1x

n−1 + an−2xn−2... + a1x

1 + a0

limx→∞

f(x) = ±∞ limx→−∞

f(x) = ±∞Das Vorzeichen des Glieds mit der höchsten Potenz undder Grad des Polynoms bestimmen das Vorzeichen desGrenzwerts.Grenzwert gegen plus Unendlichan Grad Grenzwert+ gerade lim

x→∞an · ∞n = ∞

+ ungerade limx→∞

an · ∞n = ∞

- gerade limx→∞

an · ∞n = −∞

- ungerade limx→∞

an · ∞n = −∞

Grenzwert gegen minus Unendlichan Grad Grenzwert+ gerade lim

x→−∞an · (−∞)n = ∞

+ ungerade limx→−∞

an · (−∞)n = −∞

- gerade limx→−∞

an · (−∞)n = −∞

- ungerade limx→−∞

an · (−∞)n = ∞

f1 (x) = −1 14x2 + 5x

Glied mit der höchsten Potenz: − 1 14x2

limx→∞

f1 (x) = [−1 14· ∞2] = −∞

limx→−∞

f1 (x) = [−1 14· (−∞)2] = −∞

f2 (x) = −x3 + 3 · x+ 2Glied mit der höchsten Potenz: − x3

limx→∞

f2 (x) = [−1 · ∞3] = −∞lim

x→−∞f2 (x) = [−1 · (−∞)3] = ∞

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Ganzrationale Funktion

Ableitung

f(x) = anxn + an−1x

n−1...+ a2x2 + a1x

1 + a0

Die Ableitungen bildet man durch: Exponent vorziehen undvom Exponenten 1 abziehen.Die erste Ableitung f ′ (x) gibt die Steigung der Funktionan der Stelle x an.Die zweite Ableitung f ′′ (x) gibt die Krümmung der Funk-tion an der Stelle x an.f ′(x) = an ·n ·xn−1+an−1 · (n−1) ·xn−2...+a2 ·2 ·x2−1+a1

f (x) = axn f ′ (x) = naxn−1

Grad 1: Lineare Funktionf(x) = ax+ b f ′(x) = a

Grad 2: Quadratische Funktionf(x) = ax2 + bx+ c f ′(x) = 2ax+ b

Grad 3: Kubische Funktionf(x) = ax3 + bx2 + cx+ d f ′(x) = 3ax2 + 2bx+ c

Grad 4: Biquadratische Funktionenf(x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e

f ′(x) = 4ax3 + 3bx2 + 2cx+ d

f1 (x) = −1 14x2 + 5x = −1 1

4x(x− 4)

f ′1 (x) = −2 1

2x+ 5

f ′′1 (x) = −2 1

2

f ′′′1 (x) = 0

f2 (x) = −x3 + 3x+ 2 = −(x+ 1)2(x− 2)f ′2 (x) = −3x2 + 3 = −3(x+ 1)(x− 1)f ′′2 (x) = −6x = −6xf ′′′2 (x) = −6

Extremwerte und die 2. Ableitung

In den Extremwerten hat f(x) eine horizontale Tangente(HT).• f ′(x) = 0 (Notwendige Bedingung)Die Nullstellen der 1. Ableitung bestimmen (x0, x1..).In diesen Nullstellen (x0, x1..) kann die Funktion einenHochpunkt, Tiefpunkt oder Terrassenpunkt (Sattelpunkt)besitzen.Einsetzen der Nullstellen x0, x1.. in die 2. Ableitung (Hin-reichende Bedingung)• f ′′ (x0) > 0(LK) ⇒ Tiefpunkt (Minimum) bei x0

• f ′′ (x0) < 0(RK) ⇒ Hochpunkt (Maximum) bei x0

• f ′′ (x0) = 0 ∧ f ′′′ (x0) ̸= 0 ⇒ Terrassenpunkt

f ′1(x) = −2 1

2x+ 5 = 0

−2 12x+ 5 = 0 /− 5

−2 12x = −5 / :

(−2 1

2

)x =

−5

−2 12

x = 2f ′′1 (2) < 0 ⇒ Hochpunkt: (2/5)

f ′2(x) = −3x2 + 3 = 0−3x2 + 3 = 0 /− 3−3x2 = −3 / : (−3)

x2 =−3

−3x = ±

√1

x1 = 1 x2 = −1f ′′2 (−1) = 6 > 0 ⇒ Tiefpunkt: (−1/0)

f ′′2 (1) = −6f ′′2 (1) < 0 ⇒ Hochpunkt: (1/4)

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Ganzrationale Funktion

Extremwerte und das Monotonieverhalten

Extremwerte sind Hochpunkte (Maxima) bzw. Tiefpunkte(Minima) der Funktion. In den Extremwerten hat f(x) einehorizontale Tangente (HT).• f ′(x) = 0 (Notwendige Bedingung)Die Nullstellen der 1. Ableitung bestimmen (x0, x1..).In diesen Nullstellen (x0, x1..) kann die Funktion einenHochpunkt, Tiefpunkt oder Terrassenpunkt (Sattelpunkt)besitzen.Zur Unterscheidung werden die Nullstellen in die Vorzei-chentabelle eintragen. Einen Wert kleiner bzw. größer alsdie Nullstelle wählen und das Vorzeichen von f ′(x) in dieTabelle eintragen. (Hinreichende Bedingung)• Hochpunkt (HP)Monotonoieverhalten ändert sich von streng monotonsteigend (sms) nach streng monoton fallend (smf).Vorzeichenwechsel (VZW) der 1. Ableitung f ′(x) von Plusnach Minus.

x < x1 < x

f ′(x) + 0 −Graph sms HP smf

• Tiefpunkt (TP)Monotonoieverhalten ändert sich von streng monotonfallend (smf) nach streng monoton steigend (sms).Vorzeichenwechsel (VZW) der 1. Ableitung f ′(x) von Minusnach Plus.

x < x1 < x

f ′(x) − 0 +

Graph smf TP sms

• Terrassenpunkt (TEP)Monotonoieverhalten ändert sich nicht. Kein Vorzeichen-wechsel (VZW) der 1. Ableitung.

x < x1 < x

f ′(x) + 0 +

Graph sms TEP sms

x < x1 < x

f ′(x) − 0 −Graph smf TEP smf

Die Ränder des Definitionsbereichs (Definitionslücken)müssen in die Tabelle mit eingetragen werden.

f ′1 (x) = −2 1

2x+ 5

x < 2 < x

f ′(x) + 0 −streng monoton steigendx ∈]−∞; 2[ f ′(x) > 0streng monoton fallendx ∈]2;∞[ f ′(x) < 0f ′2(x) = −3x2 + 3

x < −1 < x < 1 < x

f ′(x) − 0 + 0 −streng monoton steigendx ∈]− 1; 1[ f ′(x) > 0streng monoton fallendx ∈]−∞;−1[ ∪ ]1;∞[ f ′(x) < 0

Wendepunkte und 3. Ableitung

Im Wendepunkt und im Flachpunkt ist das Krümmungs-verhalten gleich Null.• f ′′(x) = 0 (Notwendige Bedingung)Die Nullstellen der 2. Ableitung bestimmen (x0, x1..).Einsetzen der Nullstellen x0, x1.. in die 3. Ableitung (Hin-reichende Bedingung)• f ′′′ (x0) ̸= 0 ⇒ Wendepunkt

f ′′′1 (x) = 0

kein Wendepunkt

f ′′2 (x) = −6x = 0 ⇒ x = 0f ′′′(0) = 2f ′′′(0) ̸= 0 ⇒Wendepunkt: (0/2)

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c

Wendepunkte und das Krümmungsverhalten

Im Wendepunkt und im Flachpunkt ist das Krümmungsver-halten gleich Null.• f ′′(x) = 0 (Notwendige Bedingung)Die Nullstellen der 2. Ableitung bestimmen (x0, x1..). ZurUnterscheidung zwischen Wendepunkt und Flachpunkt wer-den die Nullstellen in die Vorzeichentabelle eintragen. (Hin-reichende Bedingung)Einen Wert kleiner bzw. größer als die Nullstelle wählen unddas Vorzeichen von f ′′(x) in die Tabelle eintragen.• Wendepunkt (WP)Das Krümmungsverhalten ändert sich von rechtsgekrümmt(RK) nach linksgekrümmt (LK) oder von linksgekrümmtnach rechtsgekrümmt.Vorzeichenwechsel (VZW) der 2. Ableitung f ′′(x) von Plusnach Minus oder von Minus nach Plus.

x < x1 < x

f ′′(x) + 0 −Graph LK WP RK

x < x1 < x

f ′′(x) − 0 +

Graph RK WP LK• Flachpunkt (FP)Krümmungsverhalten ändert sich nichtKein Vorzeichenwechsel (VZW) der 2. Ableitung

x < x1 < x

f ′′(x) + 0 +

Graph LK FP LK

x < x1 < x

f ′′(x) − 0 −Graph RK FP RK

Die Ränder des Definitionsbereichs (Definitionslücken) müs-sen in die Tabelle mit eingetragen werden.

f ′′2 (x) = −6x

x < 0 < x

f ′′(x) + 0 −x ∈]−∞; 0[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmtx ∈]0;∞[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

Stammfunktion von f(x)

Stammfunktionen bildet man durch: zum Exponent 1 addie-ren, durch den Exponenten dividieren.f (x) = axn F (x) = 1

n+1axn+1 + c

Unbestimmtes Integral: F (x) =∫f (x) dx = F (x) + c

F1(x) =∫(−1 1

4x2 + 5x)dx = − 5

12x3 + 2 1

2x2 + c

F2(x) =∫ (

−x3 + 3x+ 2)dx = − 1

4x4 + 1 1

2x2 + 2x+ c

Bestimmtes Integral

A =

∫ x2

x1

f (x) dx = [F (x)]x2

x1= F (x2)− F (x1)

A1 =∫ 4

0

(−1 1

4x2 + 5x

)dx =

[− 5

12x3 + 2 1

2x2

]40

=(− 5

12· 43 + 2 1

2· 42

)−

(− 5

12· 03 + 2 1

2· 02

)=

(13 1

3

)− (0) = 13 1

3

A2 =∫ 2

−1

(−x3 + 3x+ 2

)dx =

[− 1

4x4 + 1 1

2x2 + 2x

]2−1

=(− 1

4· 24 + 1 1

2· 22 + 2 · 2

)−

(− 1

4· (−1)4 + 1 1

2· (−1)2 + 2 · (−1)

)= (6)−

(− 3

4

)= 6 3

4

2 Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx + c

2.1 Aufgaben

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Aufgaben

(1) f (x) = 2x2

(2) f (x) = − 12x

2

(3) f (x) = − 12x

2 + 6(4) f (x) = −2x2 − 8x(5) f (x) = 1

4x2 − 2

(6) f (x) = − 13x

2 − 2x+ 3(7) f (x) = 1

4x2 − 3

(8) f (x) = −2x2 + 4(9) f (x) = x2 − 2(10) f (x) = − 1

3x2 + 2x

(11) f (x) = x2 − 4x+ 7(12) f (x) = −x2 + 4x− 7(13) f (x) = 2x2 + 4x(14) f (x) = − 1

2x2 + 2x+ 5

(15) f (x) = −2x2 + 3x+ 4(16) f (x) = x2 + 6x− 2(17) f (x) = − 1

3x2 + 2x+ 5

(18) f (x) = − 849x

2 − 2449x+ 1 31

49(19) f (x) = − 32

81x2 − 32

81x+ 7 7381

(20) f (x) = −1 14x

2 + 5x

(21) f (x) = − 34x

2 − 3x(22) f (x) = 5

9x2 − 5

(23) f (x) = 12x2 + 12x(24) f (x) = − 6

25x2 + 1 23

25x+ 2 425

(25) f (x) = − 925x

2 − 2 2225x+ 3 6

25(26) f (x) = − 1

8x2 + 1

4x+ 7 78

(27) f (x) = 2049x

2 + 3 3349x+ 3 13

49(28) f (x) = − 4

9x2 + 4

9x+ 89

(29) f (x) = −2 29x

2 − 2 29x+ 4 4

9(30) f (x) = − 7

9x2 + 4 2

3x(31) f (x) = 3

49x2 − 6

49x− 2 4649

(32) f (x) = 59x

2 − 3 13x

(33) f (x) = −1 14x

2 − 10x− 15(34) f (x) = 4x2 − 8x(35) f (x) = − 24

49x2 + 2 22

49x+ 2 4649

(36) f (x) = 827x

2 + 2 23x

(37) f (x) = 2081x

2 + 2 29x

(38) f (x) = 1 1125x

2 + 10 225x+ 8 16

25

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

2.2 LösungenAufgabe (1)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 2x2

f ′ (x) = 4xf ′′ (x) = 4F (x) =

∫(2x2)dx = 2

3x3 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [0,∞[

• Grenzwerte:f(x) = x2(2)limx→∞

f (x) = [2 · ∞2] = ∞lim

x→−∞f (x) = [2 · (−∞)2] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 2 · (−x)2

f (−x) = 2 · x2

f (−x) = f (x) → Symmetrie zur y-Achse:

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 2x2 = 0x2 = 0 ⇒ x = 0x1 = 0; 2-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < 0 < x

f(x) + 0 +

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]0;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 4x = 0x = 0 ⇒ x = 0x2 = 0; 1-fache Nullstellef ′′(0) = 4 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(0/0)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 0 < x

f ′(x) − 0 +

x ∈]0;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞; 0[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achsekeine Fläche

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 2 · x2

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 98 −28 4−6 1

2 84 12 −26 4

−6 72 −24 4−5 1

2 60 12 −22 4

−5 50 −20 4−4 1

2 40 12 −18 4

−4 32 −16 4−3 1

2 24 12 −14 4

−3 18 −12 4−2 1

2 12 12 −10 4

−2 8 −8 4−1 1

2 4 12 −6 4

−1 2 −4 4− 1

212 −2 4

0 0 0 4

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 0 412

12 2 4

1 2 4 41 12 4 1

2 6 42 8 8 42 12 12 1

2 10 43 18 12 43 12 24 1

2 14 44 32 16 44 12 40 1

2 18 45 50 20 45 12 60 1

2 22 46 72 24 46 12 84 1

2 26 47 98 28 4

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (2)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = − 1

2x2

f ′ (x) = −xf ′′ (x) = −1F (x) =

∫(− 1

2x2)dx = − 1

6x3 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W =]−∞, 0]

• Grenzwerte:f(x) = x2(− 1

2 )limx→∞

f (x) = [− 12 · ∞2] = −∞

limx→−∞

f (x) = [− 12 · (−∞)2] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = − 1

2 · (−x)2

f (−x) = − 12 · x2

f (−x) = f (x) → Symmetrie zur y-Achse:

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = − 1

2x2 = 0

x2 = 0 ⇒ x = 0x1 = 0; 2-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < 0 < x

f(x) − 0 −

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]0;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −x = 0x = 0 ⇒ x = 0x2 = 0; 1-fache Nullstellef ′′(0) = −1f ′′(0) < 0 ⇒ Hochpunkt:(0/0)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 0 < x

f ′(x) + 0 −

x ∈]−∞; 0[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]0;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achsekeine Fläche

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = − 12 · x2

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −24 1

2 7 −1−6 1

2 −21 18 6 1

2 −1−6 −18 6 −1−5 1

2 −15 18 5 1

2 −1−5 −12 1

2 5 −1−4 1

2 −10 18 4 1

2 −1−4 −8 4 −1−3 1

2 −6 18 3 1

2 −1−3 −4 1

2 3 −1−2 1

2 −3 18 2 1

2 −1−2 −2 2 −1−1 1

2 −1 18 1 1

2 −1−1 − 1

2 1 −1− 1

2 − 18

12 −1

0 0 0 −1

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 0 −112 − 1

8 − 12 −1

1 − 12 −1 −1

1 12 −1 1

8 −1 12 −1

2 −2 −2 −12 12 −3 1

8 −2 12 −1

3 −4 12 −3 −1

3 12 −6 1

8 −3 12 −1

4 −8 −4 −14 12 −10 1

8 −4 12 −1

5 −12 12 −5 −1

5 12 −15 1

8 −5 12 −1

6 −18 −6 −16 12 −21 1

8 −6 12 −1

7 −24 12 −7 −1

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (3)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = − 1

2x2 + 6 = − 1

2 (x+ 3, 46)(x− 3, 46)f ′ (x) = −xf ′′ (x) = −1F (x) =

∫(− 1

2x2 + 6)dx = − 1

6x3 + 6x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W =]−∞, 6]

• Grenzwerte:f(x) = x2(− 1

2 +6

x2)

limx→∞

f (x) = [− 12 · ∞2] = −∞

limx→−∞

f (x) = [− 12 · (−∞)2] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = − 1

2 · (−x)2 + 6f (−x) = − 1

2 · x2 + 6f (−x) = f (x) → Symmetrie zur y-Achse:

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = − 1

2x2 + 6 = 0

− 12x

2 + 6 = 0 /− 6− 1

2x2 = −6 / :

(− 1

2

)x2 =

−6

− 12

x = ±√12

x1 = 3, 46 x2 = −3, 46x1 = −3, 46; 1-fache Nullstellex2 = 3, 46; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −3, 46 < x < 3, 46 < x

f(x) − 0 + 0 −

x ∈]− 3, 46; 3, 46[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−3, 46[ ∪ ]3, 46;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −x = 0x = 0 ⇒ x = 0x3 = 0; 1-fache Nullstellef ′′(0) = −1f ′′(0) < 0 ⇒ Hochpunkt:(0/6)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 0 < x

f ′(x) + 0 −

x ∈]−∞; 0[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]0;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

A =

∫ 3,46

−3,46

(−1

2x2 + 6

)dx =

[−1

6x3 + 6x

]3,46−3,46

=

(−1

6· 3, 463 + 6 · 3, 46

)−(−1

6· (−3, 46)3 + 6 · (−3, 46)

)= (13, 9)− (−13, 9) = 27, 7

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = − 12 · x2 + 6

Ableitung von f(x)

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −18 1

2 7 −1−6 1

2 −15 18 6 1

2 −1−6 −12 6 −1−5 1

2 −9 18 5 1

2 −1−5 −6 1

2 5 −1−4 1

2 −4 18 4 1

2 −1−4 −2 4 −1−3 1

2 − 18 3 1

2 −1−3 1 1

2 3 −1−2 1

2 2 78 2 1

2 −1−2 4 2 −1−1 1

2 4 78 1 1

2 −1−1 5 1

2 1 −1− 1

2 5 78

12 −1

0 6 0 −1

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 6 0 −112 5 7

8 − 12 −1

1 5 12 −1 −1

1 12 4 7

8 −1 12 −1

2 4 −2 −12 12 2 7

8 −2 12 −1

3 1 12 −3 −1

3 12 − 1

8 −3 12 −1

4 −2 −4 −14 12 −4 1

8 −4 12 −1

5 −6 12 −5 −1

5 12 −9 1

8 −5 12 −1

6 −12 −6 −16 12 −15 1

8 −6 12 −1

7 −18 12 −7 −1

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (4)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = −2x2 − 8x = −2(x+ 4)xf ′ (x) = −4x− 8f ′′ (x) = −4F (x) =

∫(−2x2 − 8x)dx = − 2

3x3 − 4x2 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W =]−∞, 8]

• Grenzwerte:f(x) = x2(−2− 8

x)

limx→∞

f (x) = [−2 · ∞2] = −∞lim

x→−∞f (x) = [−2 · (−∞)2] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = −2 · (−x)2 − 8 · (−x)keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = −2x2 − 8x = 0x(−2x− 8) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −2x− 8 = 0− 2x− 8 = 0 / + 8− 2x = 8 / : (−2)

x =8

−2x = −4x1 = −4; 1-fache Nullstellex2 = 0; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −4 < x < 0 < x

f(x) − 0 + 0 −

x ∈]− 4; 0[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−4[ ∪ ]0;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −4x− 8 = 0

− 4x− 8 = 0 / + 8− 4x = 8 / : (−4)

x =8

−4x = −2x3 = −2; 1-fache Nullstellef ′′(−2) = −4f ′′(−2) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−2/8)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −2 < x

f ′(x) + 0 −

x ∈]−∞;−2[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]− 2;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 0

−4

(−2x2 − 8x

)dx =

[−2

3x3 − 4x2

]0−4

=

(−2

3· 03 − 4 · 02

)−(−2

3· (−4)3 − 4 · (−4)2

)= (0)−

(−21

1

3

)= 21

1

3

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = −2 · x2 − 8 · x

Ableitung von f(x)

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −42 20 −4−6 1

2 −32 12 18 −4

−6 −24 16 −4−5 1

2 −16 12 14 −4

−5 −10 12 −4−4 1

2 −4 12 10 −4

−4 0 8 −4−3 1

2 3 12 6 −4

−3 6 4 −4−2 1

2 7 12 2 −4

−2 8 2, 54 · 10−14 −4−1 1

2 7 12 −2 −4

−1 6 −4 −4− 1

2 3 12 −6 −4

0 0 −8 −4

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 −8 −412 −4 1

2 −10 −41 −10 −12 −41 12 −16 1

2 −14 −42 −24 −16 −42 12 −32 1

2 −18 −43 −42 −20 −43 12 −52 1

2 −22 −44 −64 −24 −44 12 −76 1

2 −26 −45 −90 −28 −45 12 −104 1

2 −30 −46 −120 −32 −46 12 −136 1

2 −34 −47 −154 −36 −4

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (5)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 1

4x2 − 2 = 1

4 (x+ 2, 83)(x− 2, 83)f ′ (x) = 1

2xf ′′ (x) = 1

2F (x) =

∫( 14x

2 − 2)dx = 112x

3 − 2x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [(−2),∞[

• Grenzwerte:f(x) = x2( 14 − 2

x2)

limx→∞

f (x) = [ 14 · ∞2] = ∞lim

x→−∞f (x) = [ 14 · (−∞)2] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1

4 · (−x)2 − 2f (−x) = 1

4 · x2 − 2f (−x) = f (x) → Symmetrie zur y-Achse:

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 1

4x2 − 2 = 0

14x

2 − 2 = 0 / + 214x

2 = 2 / : 14

x2 =214

x = ±√8

x1 = 2, 83 x2 = −2, 83x1 = −2, 83; 1-fache Nullstellex2 = 2, 83; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −2, 83 < x < 2, 83 < x

f(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−2, 83[ ∪ ]2, 83;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]− 2, 83; 2, 83[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) =

1

2x = 0

x = 0 ⇒ x = 0x3 = 0; 1-fache Nullstelle

f ′′(0) =1

2> 0 ⇒ Tiefpunkt:(0/− 2)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 0 < x

f ′(x) − 0 +

x ∈]0;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞; 0[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

A =

∫ 2,83

−2,83

(1

4x2 − 2

)dx =

[1

12x3 − 2x

]2,83−2,83

=

(1

12· 2, 833 − 2 · 2, 83

)−(

1

12· (−2, 83)3 − 2 · (−2, 83)

)= (−3, 77)− (3, 77) = −7, 54

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 14 · x2 − 2

Ableitung von f(x)

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 10 1

4 −3 12

12

−6 12 8 9

16 −3 14

12

−6 7 −3 12

−5 12 5 9

16 −2 34

12

−5 4 14 −2 1

212

−4 12 3 1

16 −2 14

12

−4 2 −2 12

−3 12 1 1

16 −1 34

12

−3 14 −1 1

212

−2 12 − 7

16 −1 14

12

−2 −1 −1 12

−1 12 −1 7

16 − 34

12

−1 −1 34 − 1

212

− 12 −1 15

16 − 14

12

0 −2 0 12

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 −2 0 1

212 −1 15

1614

12

1 −1 34

12

12

1 12 −1 7

1634

12

2 −1 1 12

2 12 − 7

16 1 14

12

3 14 1 1

212

3 12 1 1

16 1 34

12

4 2 2 12

4 12 3 1

16 2 14

12

5 4 14 2 1

212

5 12 5 9

16 2 34

12

6 7 3 12

6 12 8 9

16 3 14

12

7 10 14 3 1

212

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (6)•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = − 1

3x2 − 2x+ 3 = − 1

3 (x+ 7, 24)(x− 1, 24)f ′ (x) = − 2

3x− 2f ′′ (x) = − 2

3F (x) =

∫(− 1

3x2 − 2x+ 3)dx = − 1

9x3 − x2 + 3x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W =]−∞, 6]

• Grenzwerte:f(x) = x2(− 1

3 − 2

x+

3

x2)

limx→∞

f (x) = [− 13 · ∞2] = −∞

limx→−∞

f (x) = [− 13 · (−∞)2] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = − 1

3 · (−x)2 − 2 · (−x) + 3keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = − 1

3x2 − 2x+ 3 = 0

− 13x

2 − 2x+ 3 = 0

x1/2 =+2±

√(−2)

2 − 4 ·(− 1

3

)· 3

2 ·(− 1

3

)x1/2 =

+2±√8

− 23

x1/2 =2± 2, 83

− 23

x1 =2 + 2, 83

− 23

x2 =2− 2, 83

− 23

x1 = −7, 24 x2 = 1, 24x1 = −7, 24; 1-fache Nullstellex2 = 1, 24; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −7, 24 < x < 1, 24 < x

f(x) − 0 + 0 −

x ∈]− 7, 24; 1, 24[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−7, 24[ ∪ ]1, 24;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −2

3x− 2 = 0

− 2

3x− 2 = 0 / + 2

− 2

3x = 2 / :

(−2

3

)x =

2

− 23

x = −3x3 = −3; 1-fache Nullstelle

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

f ′′(−3) = −2

3f ′′(−3) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−3/6)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −3 < x

f ′(x) + 0 −

x ∈]−∞;−3[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]− 3;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 1,24

−7,24

(−1

3x2 − 2x+ 3

)dx =

[−1

9x3 − x2 + 3x

]1,24−7,24

=

(−1

9· 1, 243 − 1 · 1, 242 + 3 · 1, 24

)−(−1

9· (−7, 24)3 − 1 · (−7, 24)2 + 3 · (−7, 24)

)= (1, 97)− (−32) = 33, 9

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = − 13 · x2 − 2 · x+ 3

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 2

3 2 23 − 2

3

−6 12 1 11

12 2 13 − 2

3

−6 3 2 − 23

−5 12 3 11

12 1 23 − 2

3

−5 4 23 1 1

3 − 23

−4 12 5 1

4 1 − 23

−4 5 23

23 − 2

3

−3 12 5 11

1213 − 2

3

−3 6 0 − 23

−2 12 5 11

12 − 13 − 2

3

−2 5 23 − 2

3 − 23

−1 12 5 1

4 −1 − 23

−1 4 23 −1 1

3 − 23

− 12 3 11

12 −1 23 − 2

3

0 3 −2 − 23

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 3 −2 − 2

312 1 11

12 −2 13 − 2

3

1 23 −2 2

3 − 23

1 12 − 3

4 −3 − 23

2 −2 13 −3 1

3 − 23

2 12 −4 1

12 −3 23 − 2

3

3 −6 −4 − 23

3 12 −8 1

12 −4 13 − 2

3

4 −10 13 −4 2

3 − 23

4 12 −12 3

4 −5 − 23

5 −15 13 −5 1

3 − 23

5 12 −18 1

12 −5 23 − 2

3

6 −21 −6 − 23

6 12 −24 1

12 −6 13 − 2

3

7 −27 13 −6 2

3 − 23

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (7)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 1

4x2 − 3 = 1

4 (x+ 3, 46)(x− 3, 46)f ′ (x) = 1

2xf ′′ (x) = 1

2F (x) =

∫( 14x

2 − 3)dx = 112x

3 − 3x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [(−3),∞[

• Grenzwerte:f(x) = x2( 14 − 3

x2)

limx→∞

f (x) = [ 14 · ∞2] = ∞lim

x→−∞f (x) = [ 14 · (−∞)2] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1

4 · (−x)2 − 3f (−x) = 1

4 · x2 − 3f (−x) = f (x) → Symmetrie zur y-Achse:

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 1

4x2 − 3 = 0

14x

2 − 3 = 0 / + 314x

2 = 3 / : 14

x2 =314

x = ±√12

x1 = 3, 46 x2 = −3, 46x1 = −3, 46; 1-fache Nullstellex2 = 3, 46; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −3, 46 < x < 3, 46 < x

f(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−3, 46[ ∪ ]3, 46;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]− 3, 46; 3, 46[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) =

1

2x = 0

x = 0 ⇒ x = 0x3 = 0; 1-fache Nullstelle

f ′′(0) =1

2> 0 ⇒ Tiefpunkt:(0/− 3)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 0 < x

f ′(x) − 0 +

x ∈]0;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞; 0[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

A =

∫ 3,46

−3,46

(1

4x2 − 3

)dx =

[1

12x3 − 3x

]3,46−3,46

=

(1

12· 3, 463 − 3 · 3, 46

)−(

1

12· (−3, 46)3 − 3 · (−3, 46)

)= (−6, 93)− (6, 93) = −13, 9

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 14 · x2 − 3

Ableitung von f(x)

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 9 1

4 −3 12

12

−6 12 7 9

16 −3 14

12

−6 6 −3 12

−5 12 4 9

16 −2 34

12

−5 3 14 −2 1

212

−4 12 2 1

16 −2 14

12

−4 1 −2 12

−3 12

116 −1 3

412

−3 − 34 −1 1

212

−2 12 −1 7

16 −1 14

12

−2 −2 −1 12

−1 12 −2 7

16 − 34

12

−1 −2 34 − 1

212

− 12 −2 15

16 − 14

12

0 −3 0 12

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 −3 0 1

212 −2 15

1614

12

1 −2 34

12

12

1 12 −2 7

1634

12

2 −2 1 12

2 12 −1 7

16 1 14

12

3 − 34 1 1

212

3 12

116 1 3

412

4 1 2 12

4 12 2 1

16 2 14

12

5 3 14 2 1

212

5 12 4 9

16 2 34

12

6 6 3 12

6 12 7 9

16 3 14

12

7 9 14 3 1

212

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (8)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = −2x2 + 4 = −2(x+ 1, 41)(x− 1, 41)f ′ (x) = −4xf ′′ (x) = −4F (x) =

∫(−2x2 + 4)dx = − 2

3x3 + 4x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W =]−∞, 4]

• Grenzwerte:f(x) = x2(−2 +

4

x2)

limx→∞

f (x) = [−2 · ∞2] = −∞lim

x→−∞f (x) = [−2 · (−∞)2] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = −2 · (−x)2 + 4f (−x) = −2 · x2 + 4f (−x) = f (x) → Symmetrie zur y-Achse:

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = −2x2 + 4 = 0

− 2x2 + 4 = 0 /− 4− 2x2 = −4 / : (−2)

x2 =−4

−2x = ±

√2

x1 = 1, 41 x2 = −1, 41x1 = −1, 41; 1-fache Nullstellex2 = 1, 41; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −1, 41 < x < 1, 41 < x

f(x) − 0 + 0 −

x ∈]− 1, 41; 1, 41[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−1, 41[ ∪ ]1, 41;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −4x = 0x = 0 ⇒ x = 0x3 = 0; 1-fache Nullstellef ′′(0) = −4f ′′(0) < 0 ⇒ Hochpunkt:(0/4)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 0 < x

f ′(x) + 0 −

x ∈]−∞; 0[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]0;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

A =

∫ 1,41

−1,41

(−2x2 + 4

)dx =

[−2

3x3 + 4x

]1,41−1,41

=

(−2

3· 1, 413 + 4 · 1, 41

)−(−2

3· (−1, 41)3 + 4 · (−1, 41)

)= (3, 77)− (−3, 77) = 7, 54

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = −2 · x2 + 4

Ableitung von f(x)

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −94 28 −4−6 1

2 −80 12 26 −4

−6 −68 24 −4−5 1

2 −56 12 22 −4

−5 −46 20 −4−4 1

2 −36 12 18 −4

−4 −28 16 −4−3 1

2 −20 12 14 −4

−3 −14 12 −4−2 1

2 −8 12 10 −4

−2 −4 8 −4−1 1

2 − 12 6 −4

−1 2 4 −4− 1

2 3 12 2 −4

0 4 0 −4

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 4 0 −412 3 1

2 −2 −41 2 −4 −41 12 − 1

2 −6 −42 −4 −8 −42 12 −8 1

2 −10 −43 −14 −12 −43 12 −20 1

2 −14 −44 −28 −16 −44 12 −36 1

2 −18 −45 −46 −20 −45 12 −56 1

2 −22 −46 −68 −24 −46 12 −80 1

2 −26 −47 −94 −28 −4

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (9)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = x2 − 2 = (x+ 1, 41)(x− 1, 41)f ′ (x) = 2xf ′′ (x) = 2F (x) =

∫(x2 − 2)dx = 1

3x3 − 2x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [(−2),∞[

• Grenzwerte:f(x) = x2(1− 2

x2)

limx→∞

f (x) = [1 · ∞2] = ∞lim

x→−∞f (x) = [1 · (−∞)2] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1 · (−x)2 − 2f (−x) = 1 · x2 − 2f (−x) = f (x) → Symmetrie zur y-Achse:

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = x2 − 2 = 0

1x2 − 2 = 0 / + 21x2 = 2 / : 1

x2 =2

1x = ±

√2

x1 = 1, 41 x2 = −1, 41x1 = −1, 41; 1-fache Nullstellex2 = 1, 41; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −1, 41 < x < 1, 41 < x

f(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−1, 41[ ∪ ]1, 41;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]− 1, 41; 1, 41[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 2x = 0x = 0 ⇒ x = 0x3 = 0; 1-fache Nullstellef ′′(0) = 2 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(0/− 2)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 0 < x

f ′(x) − 0 +

x ∈]0;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞; 0[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

A =

∫ 1,41

−1,41

(x2 − 2

)dx =

[1

3x3 − 2x

]1,41−1,41

=

(1

3· 1, 413 − 2 · 1, 41

)−

(1

3· (−1, 41)3 − 2 · (−1, 41)

)= (−1, 89)− (1, 89) = −3, 77

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 1 · x2 − 2

Ableitung von f(x)

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 47 −14 2−6 1

2 40 14 −13 2

−6 34 −12 2−5 1

2 28 14 −11 2

−5 23 −10 2−4 1

2 18 14 −9 2

−4 14 −8 2−3 1

2 10 14 −7 2

−3 7 −6 2−2 1

2 4 14 −5 2

−2 2 −4 2−1 1

214 −3 2

−1 −1 −2 2− 1

2 −1 34 −1 2

0 −2 0 2

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 −2 0 212 −1 3

4 1 21 −1 2 21 12

14 3 2

2 2 4 22 12 4 1

4 5 23 7 6 23 12 10 1

4 7 24 14 8 24 12 18 1

4 9 25 23 10 25 12 28 1

4 11 26 34 12 26 12 40 1

4 13 27 47 14 2

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (10)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = − 1

3x2 + 2x = − 1

3x(x− 6)f ′ (x) = − 2

3x+ 2f ′′ (x) = − 2

3F (x) =

∫(− 1

3x2 + 2x)dx = − 1

9x3 + x2 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W =]−∞, 3]

• Grenzwerte:f(x) = x2(− 1

3 +2

x)

limx→∞

f (x) = [− 13 · ∞2] = −∞

limx→−∞

f (x) = [− 13 · (−∞)2] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = − 1

3 · (−x)2 + 2 · (−x)keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = − 1

3x2 + 2x = 0

x(− 13x+ 2) = 0 ⇒ x = 0 ∨ − 1

3x+ 2 = 0− 1

3x+ 2 = 0 /− 2− 1

3x = −2 / :(− 1

3

)x =

−2

− 13

x = 6x1 = 0; 1-fache Nullstellex2 = 6; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < 0 < x < 6 < x

f(x) − 0 + 0 −

x ∈]0; 6[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]6;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −2

3x+ 2 = 0

− 2

3x+ 2 = 0 /− 2

− 2

3x = −2 / :

(−2

3

)x =

−2

− 23

x = 3x3 = 3; 1-fache Nullstelle

f ′′(3) = −2

3f ′′(3) < 0 ⇒ Hochpunkt:(3/3)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 3 < x

f ′(x) + 0 −

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x ∈]−∞; 3[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]3;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 6

0

(−1

3x2 + 2x

)dx =

[−1

9x3 + x2

]60

=

(−1

9· 63 + 1 · 62

)−(−1

9· 03 + 1 · 02

)= (12)− (0) = 12

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = − 13 · x2 + 2 · x

Ableitung von f(x)

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −30 1

3 6 23 − 2

3

−6 12 −27 1

12 6 13 − 2

3

−6 −24 6 − 23

−5 12 −21 1

12 5 23 − 2

3

−5 −18 13 5 1

3 − 23

−4 12 −15 3

4 5 − 23

−4 −13 13 4 2

3 − 23

−3 12 −11 1

12 4 13 − 2

3

−3 −9 4 − 23

−2 12 −7 1

12 3 23 − 2

3

−2 −5 13 3 1

3 − 23

−1 12 −3 3

4 3 − 23

−1 −2 13 2 2

3 − 23

− 12 −1 1

12 2 13 − 2

3

0 0 2 − 23

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 2 − 2

312

1112 1 2

3 − 23

1 1 23 1 1

3 − 23

1 12 2 1

4 1 − 23

2 2 23

23 − 2

3

2 12 2 11

1213 − 2

3

3 3 0 − 23

3 12 2 11

12 − 13 − 2

3

4 2 23 − 2

3 − 23

4 12 2 1

4 −1 − 23

5 1 23 −1 1

3 − 23

5 12

1112 −1 2

3 − 23

6 1, 24 · 10−14 −2 − 23

6 12 −1 1

12 −2 13 − 2

3

7 −2 13 −2 2

3 − 23

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (11)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = x2 − 4x+ 7f ′ (x) = 2x− 4f ′′ (x) = 2F (x) =

∫(x2 − 4x+ 7)dx = 1

3x3 − 2x2 + 7x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [3,∞[

• Grenzwerte:f(x) = x2(1− 4

x+

7

x2)

limx→∞

f (x) = [1 · ∞2] = ∞lim

x→−∞f (x) = [1 · (−∞)2] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1 · (−x)2 − 4 · (−x) + 7keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = x2 − 4x+ 7 = 0

1x2 − 4x+ 7 = 0

x1/2 =+4±

√(−4)

2 − 4 · 1 · 72 · 1

x1/2 =+4±

√−12

2Diskriminante negativ keine Lösung

• Vorzeichentabelle:kein Vorzeichenwechselx ∈ R f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 2x− 4 = 0

2x− 4 = 0 / + 42x = 4 / : 2

x =4

2x = 2x1 = 2; 1-fache Nullstellef ′′(2) = 2 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(2/3)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 2 < x

f ′(x) − 0 +

x ∈]2;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞; 2[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achsekeine Fläche

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 1 · x2 − 4 · x+ 7

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 84 −18 2−6 1

2 75 14 −17 2

−6 67 −16 2−5 1

2 59 14 −15 2

−5 52 −14 2−4 1

2 45 14 −13 2

−4 39 −12 2−3 1

2 33 14 −11 2

−3 28 −10 2−2 1

2 23 14 −9 2

−2 19 −8 2−1 1

2 15 14 −7 2

−1 12 −6 2− 1

2 9 14 −5 2

0 7 −4 2

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 7 −4 212 5 1

4 −3 21 4 −2 21 12 3 1

4 −1 22 3 1, 27 · 10−14 22 12 3 1

4 1 23 4 2 23 12 5 1

4 3 24 7 4 24 12 9 1

4 5 25 12 6 25 12 15 1

4 7 26 19 8 26 12 23 1

4 9 27 28 10 2

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (12)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = −x2 + 4x− 7f ′ (x) = −2x+ 4f ′′ (x) = −2F (x) =

∫(−x2 + 4x− 7)dx = − 1

3x3 + 2x2 − 7x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W =]−∞, (−3)]

• Grenzwerte:f(x) = x2(−1 +

4

x− 7

x2)

limx→∞

f (x) = [−1 · ∞2] = −∞lim

x→−∞f (x) = [−1 · (−∞)2] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = −1 · (−x)2 + 4 · (−x)− 7keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = −x2 + 4x− 7 = 0

− x2 + 4x− 7 = 0

x1/2 =−4±

√42 − 4 · (−1) · (−7)

2 · (−1)

x1/2 =−4±

√−12

−2Diskriminante negativ keine Lösung

• Vorzeichentabelle:kein Vorzeichenwechselx ∈ R f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −2x+ 4 = 0

− 2x+ 4 = 0 /− 4− 2x = −4 / : (−2)

x =−4

−2x = 2x1 = 2; 1-fache Nullstellef ′′(2) = −2f ′′(2) < 0 ⇒ Hochpunkt:(2/− 3)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 2 < x

f ′(x) + 0 −

x ∈]−∞; 2[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]2;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achsekeine Fläche

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = −1 · x2 + 4 · x− 7

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −84 18 −2−6 1

2 −75 14 17 −2

−6 −67 16 −2−5 1

2 −59 14 15 −2

−5 −52 14 −2−4 1

2 −45 14 13 −2

−4 −39 12 −2−3 1

2 −33 14 11 −2

−3 −28 10 −2−2 1

2 −23 14 9 −2

−2 −19 8 −2−1 1

2 −15 14 7 −2

−1 −12 6 −2− 1

2 −9 14 5 −2

0 −7 4 −2

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 −7 4 −212 −5 1

4 3 −21 −4 2 −21 12 −3 1

4 1 −22 −3 −1, 27 · 10−14 −22 12 −3 1

4 −1 −23 −4 −2 −23 12 −5 1

4 −3 −24 −7 −4 −24 12 −9 1

4 −5 −25 −12 −6 −25 12 −15 1

4 −7 −26 −19 −8 −26 12 −23 1

4 −9 −27 −28 −10 −2

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (13)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 2x2 + 4x = 2(x+ 2)xf ′ (x) = 4x+ 4f ′′ (x) = 4F (x) =

∫(2x2 + 4x)dx = 2

3x3 + 2x2 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [(−2),∞[

• Grenzwerte:f(x) = x2(2 +

4

x)

limx→∞

f (x) = [2 · ∞2] = ∞lim

x→−∞f (x) = [2 · (−∞)2] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 2 · (−x)2 + 4 · (−x)keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 2x2 + 4x = 0x(2x+ 4) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 2x+ 4 = 02x+ 4 = 0 /− 42x = −4 / : 2

x =−4

2x = −2x1 = −2; 1-fache Nullstellex2 = 0; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −2 < x < 0 < x

f(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−2[ ∪ ]0;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]− 2; 0[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 4x+ 4 = 0

4x+ 4 = 0 /− 44x = −4 / : 4

x =−4

4x = −1x3 = −1; 1-fache Nullstellef ′′(−1) = 4 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(−1/− 2)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −1 < x

f ′(x) − 0 +

x ∈]− 1;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞;−1[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 0

−2

(2x2 + 4x

)dx =

[2

3x3 + 2x2

]0−2

=

(2

3· 03 + 2 · 02

)−(2

3· (−2)3 + 2 · (−2)2

)= (0)−

(22

3

)= −2

2

3

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 2 · x2 + 4 · x

Ableitung von f(x)

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 70 −24 4−6 1

2 58 12 −22 4

−6 48 −20 4−5 1

2 38 12 −18 4

−5 30 −16 4−4 1

2 22 12 −14 4

−4 16 −12 4−3 1

2 10 12 −10 4

−3 6 −8 4−2 1

2 2 12 −6 4

−2 0 −4 4−1 1

2 −1 12 −2 4

−1 −2 0 4− 1

2 −1 12 2 4

0 0 4 4

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 4 412 2 1

2 6 41 6 8 41 12 10 1

2 10 42 16 12 42 12 22 1

2 14 43 30 16 43 12 38 1

2 18 44 48 20 44 12 58 1

2 22 45 70 24 45 12 82 1

2 26 46 96 28 46 12 110 1

2 30 47 126 32 4

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (14)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = − 1

2x2 + 2x+ 5 = − 1

2 (x+ 1, 74)(x− 5, 74)f ′ (x) = −x+ 2f ′′ (x) = −1F (x) =

∫(− 1

2x2 + 2x+ 5)dx = − 1

6x3 + x2 + 5x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W =]−∞, 7]

• Grenzwerte:f(x) = x2(− 1

2 +2

x+

5

x2)

limx→∞

f (x) = [− 12 · ∞2] = −∞

limx→−∞

f (x) = [− 12 · (−∞)2] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = − 1

2 · (−x)2 + 2 · (−x) + 5keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = − 1

2x2 + 2x+ 5 = 0

− 12x

2 + 2x+ 5 = 0

x1/2 =−2±

√22 − 4 ·

(− 1

2

)· 5

2 ·(− 1

2

)x1/2 =

−2±√14

−1

x1/2 =−2± 3, 74

−1

x1 =−2 + 3, 74

−1x2 =

−2− 3, 74

−1x1 = −1, 74 x2 = 5, 74x1 = −1, 74; 1-fache Nullstellex2 = 5, 74; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −1, 74 < x < 5, 74 < x

f(x) − 0 + 0 −

x ∈]− 1, 74; 5, 74[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−1, 74[ ∪ ]5, 74;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −x+ 2 = 0

− 1x+ 2 = 0 /− 2− 1x = −2 / : (−1)

x =−2

−1x = 2x3 = 2; 1-fache Nullstellef ′′(2) = −1f ′′(2) < 0 ⇒ Hochpunkt:(2/7)

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Page 46: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 2 < x

f ′(x) + 0 −

x ∈]−∞; 2[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]2;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 5,74

−1,74

(−1

2x2 + 2x+ 5

)dx =

[−1

6x3 + x2 + 5x

]5,74−1,74

=

(−1

6· 5, 743 + 1 · 5, 742 + 5 · 5, 74

)−(−1

6· (−1, 74)3 + 1 · (−1, 74)2 + 5 · (−1, 74)

)= (30, 1)− (−4, 79) = 34, 9

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = − 12 · x2 + 2 · x+ 5

Ableitung von f(x)

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Page 47: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −33 1

2 9 −1−6 1

2 −29 18 8 1

2 −1−6 −25 8 −1−5 1

2 −21 18 7 1

2 −1−5 −17 1

2 7 −1−4 1

2 −14 18 6 1

2 −1−4 −11 6 −1−3 1

2 −8 18 5 1

2 −1−3 −5 1

2 5 −1−2 1

2 −3 18 4 1

2 −1−2 −1 4 −1−1 1

278 3 1

2 −1−1 2 1

2 3 −1− 1

2 3 78 2 1

2 −10 5 2 −1

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 5 2 −112 5 7

8 1 12 −1

1 6 12 1 −1

1 12 6 7

812 −1

2 7 −2, 54 · 10−14 −12 12 6 7

8 − 12 −1

3 6 12 −1 −1

3 12 5 7

8 −1 12 −1

4 5 −2 −14 12 3 7

8 −2 12 −1

5 2 12 −3 −1

5 12

78 −3 1

2 −16 −1 −4 −16 12 −3 1

8 −4 12 −1

7 −5 12 −5 −1

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Page 48: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (15)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = −2x2 + 3x+ 4 = −2(x+ 0, 851)(x− 2, 35)f ′ (x) = −4x+ 3f ′′ (x) = −4F (x) =

∫(−2x2 + 3x+ 4)dx = − 2

3x3 + 1 1

2x2 + 4x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W =]−∞, 5 1

8 ]

• Grenzwerte:f(x) = x2(−2 +

3

x+

4

x2)

limx→∞

f (x) = [−2 · ∞2] = −∞lim

x→−∞f (x) = [−2 · (−∞)2] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = −2 · (−x)2 + 3 · (−x) + 4keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = −2x2 + 3x+ 4 = 0

− 2x2 + 3x+ 4 = 0

x1/2 =−3±

√32 − 4 · (−2) · 42 · (−2)

x1/2 =−3±

√41

−4

x1/2 =−3± 6, 4

−4

x1 =−3 + 6, 4

−4x2 =

−3− 6, 4

−4x1 = −0, 851 x2 = 2, 35x1 = −0, 851; 1-fache Nullstellex2 = 2, 35; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −0, 851 < x < 2, 35 < x

f(x) − 0 + 0 −

x ∈]− 0, 851; 2, 35[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−0, 851[ ∪ ]2, 35;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −4x+ 3 = 0

− 4x+ 3 = 0 /− 3− 4x = −3 / : (−4)

x =−3

−4

x =3

4

x3 =3

4; 1-fache Nullstelle

f ′′(3

4) = −4

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

f ′′(3

4) < 0 ⇒ Hochpunkt:(3

4/5

1

8)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 3

4 < xf ′(x) + 0 −

x ∈]−∞;3

4[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈] 34;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 2,35

−0,851

(−2x2 + 3x+ 4

)dx =

[−2

3x3 + 1

1

2x2 + 4x

]2,35−0,851

=

(−2

3· 2, 353 + 1

1

2· 2, 352 + 4 · 2, 35

)−(−2

3· (−0, 851)3 + 1

1

2· (−0, 851)2 + 4 · (−0, 851)

)= (9, 03)− (−1, 91) = 10, 9

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = −2 · x2 + 3 · x+ 4

Ableitung von f(x)

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −115 31 −4−6 1

2 −100 29 −4−6 −86 27 −4−5 1

2 −73 25 −4−5 −61 23 −4−4 1

2 −50 21 −4−4 −40 19 −4−3 1

2 −31 17 −4−3 −23 15 −4−2 1

2 −16 13 −4−2 −10 11 −4−1 1

2 −5 9 −4−1 −1 7 −4− 1

2 2 5 −40 4 3 −4

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 4 3 −412 5 1 −41 5 −1 −41 12 4 −3 −42 2 −5 −42 12 −1 −7 −43 −5 −9 −43 12 −10 −11 −44 −16 −13 −44 12 −23 −15 −45 −31 −17 −45 12 −40 −19 −46 −50 −21 −46 12 −61 −23 −47 −73 −25 −4

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (16)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = x2 + 6x− 2 = (x+ 6, 32)(x− 0, 317)f ′ (x) = 2x+ 6f ′′ (x) = 2F (x) =

∫(x2 + 6x− 2)dx = 1

3x3 + 3x2 − 2x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [(−11),∞[

• Grenzwerte:f(x) = x2(1 +

6

x− 2

x2)

limx→∞

f (x) = [1 · ∞2] = ∞lim

x→−∞f (x) = [1 · (−∞)2] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1 · (−x)2 + 6 · (−x)− 2keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = x2 + 6x− 2 = 0

1x2 + 6x− 2 = 0

x1/2 =−6±

√62 − 4 · 1 · (−2)

2 · 1x1/2 =

−6±√44

2

x1/2 =−6± 6, 63

2

x1 =−6 + 6, 63

2x2 =

−6− 6, 63

2x1 = 0, 317 x2 = −6, 32x1 = −6, 32; 1-fache Nullstellex2 = 0, 317; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −6, 32 < x < 0, 317 < x

f(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−6, 32[ ∪ ]0, 317;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]− 6, 32; 0, 317[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 2x+ 6 = 0

2x+ 6 = 0 /− 62x = −6 / : 2

x =−6

2x = −3x3 = −3; 1-fache Nullstellef ′′(−3) = 2 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(−3/− 11)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)

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Page 52: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x < −3 < xf ′(x) − 0 +

x ∈]− 3;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞;−3[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 0,317

−6,32

(x2 + 6x− 2

)dx =

[1

3x3 + 3x2 − 2x

]0,317−6,32

=

(1

3· 0, 3173 + 3 · 0, 3172 − 2 · 0, 317

)−(1

3· (−6, 32)3 + 3 · (−6, 32)2 − 2 · (−6, 32)

)= (−0, 322)− (48, 3) = −48, 6

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 1 · x2 + 6 · x− 2

Ableitung von f(x)

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 5 −8 2−6 1

2 1 14 −7 2

−6 −2 −6 2−5 1

2 −4 34 −5 2

−5 −7 −4 2−4 1

2 −8 34 −3 2

−4 −10 −2 2−3 1

2 −10 34 −1 2

−3 −11 0 2−2 1

2 −10 34 1 2

−2 −10 2 2−1 1

2 −8 34 3 2

−1 −7 4 2− 1

2 −4 34 5 2

0 −2 6 2

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 −2 6 212 1 1

4 7 21 5 8 21 12 9 1

4 9 22 14 10 22 12 19 1

4 11 23 25 12 23 12 31 1

4 13 24 38 14 24 12 45 1

4 15 25 53 16 25 12 61 1

4 17 26 70 18 26 12 79 1

4 19 27 89 20 2

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (17)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = − 1

3x2 + 2x+ 5 = − 1

3 (x+ 1, 9)(x− 7, 9)f ′ (x) = − 2

3x+ 2f ′′ (x) = − 2

3F (x) =

∫(− 1

3x2 + 2x+ 5)dx = − 1

9x3 + x2 + 5x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W =]−∞, 8]

• Grenzwerte:f(x) = x2(− 1

3 +2

x+

5

x2)

limx→∞

f (x) = [− 13 · ∞2] = −∞

limx→−∞

f (x) = [− 13 · (−∞)2] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = − 1

3 · (−x)2 + 2 · (−x) + 5keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = − 1

3x2 + 2x+ 5 = 0

− 13x

2 + 2x+ 5 = 0

x1/2 =−2±

√22 − 4 ·

(− 1

3

)· 5

2 ·(− 1

3

)x1/2 =

−2±√10 2

3

− 23

x1/2 =−2± 3, 27

− 23

x1 =−2 + 3, 27

− 23

x2 =−2− 3, 27

− 23

x1 = −1, 9 x2 = 7, 9x1 = −1, 9; 1-fache Nullstellex2 = 7, 9; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −1, 9 < x < 7, 9 < x

f(x) − 0 + 0 −

x ∈]− 1, 9; 7, 9[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−1, 9[ ∪ ]7, 9;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −2

3x+ 2 = 0

− 2

3x+ 2 = 0 /− 2

− 2

3x = −2 / :

(−2

3

)x =

−2

− 23

x = 3

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Page 55: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x3 = 3; 1-fache Nullstelle

f ′′(3) = −2

3f ′′(3) < 0 ⇒ Hochpunkt:(3/8)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 3 < x

f ′(x) + 0 −

x ∈]−∞; 3[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]3;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 7,9

−1,9

(−1

3x2 + 2x+ 5

)dx =

[−1

9x3 + x2 + 5x

]7,9−1,9

=

(−1

9· 7, 93 + 1 · 7, 92 + 5 · 7, 9

)−(−1

9· (−1, 9)3 + 1 · (−1, 9)2 + 5 · (−1, 9)

)= (47, 1)− (−5, 13) = 52, 3

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = − 13 · x2 + 2 · x+ 5

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −25 1

3 6 23 − 2

3

−6 12 −22 1

12 6 13 − 2

3

−6 −19 6 − 23

−5 12 −16 1

12 5 23 − 2

3

−5 −13 13 5 1

3 − 23

−4 12 −10 3

4 5 − 23

−4 −8 13 4 2

3 − 23

−3 12 −6 1

12 4 13 − 2

3

−3 −4 4 − 23

−2 12 −2 1

12 3 23 − 2

3

−2 − 13 3 1

3 − 23

−1 12 1 1

4 3 − 23

−1 2 23 2 2

3 − 23

− 12 3 11

12 2 13 − 2

3

0 5 2 − 23

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 5 2 − 2

312 5 11

12 1 23 − 2

3

1 6 23 1 1

3 − 23

1 12 7 1

4 1 − 23

2 7 23

23 − 2

3

2 12 7 11

1213 − 2

3

3 8 0 − 23

3 12 7 11

12 − 13 − 2

3

4 7 23 − 2

3 − 23

4 12 7 1

4 −1 − 23

5 6 23 −1 1

3 − 23

5 12 5 11

12 −1 23 − 2

3

6 5 −2 − 23

6 12 3 11

12 −2 13 − 2

3

7 2 23 −2 2

3 − 23

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (18)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = − 8

49x2 − 24

49x+ 1 3149 = − 8

49 (x+ 5)(x− 2)f ′ (x) = − 16

49x− 2449

f ′′ (x) = − 1649

F (x) =∫(− 8

49x2 − 24

49x+ 1 3149 )dx = −0, 0544x3 − 12

49x2 + 1 31

49x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W =]−∞, 2]

• Grenzwerte:f(x) = x2(− 8

49 −2449

x+

1 3149

x2)

limx→∞

f (x) = [− 849 · ∞2] = −∞

limx→−∞

f (x) = [− 849 · (−∞)2] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = − 8

49 · (−x)2 − 2449 · (−x) + 1 31

49keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = − 8

49x2 − 24

49x+ 1 3149 = 0

− 849x

2 − 2449x+ 1 31

49 = 0

x1/2 =+ 24

49 ±√(

− 2449

)2 − 4 ·(− 8

49

)· 1 31

49

2 ·(− 8

49

)x1/2 =

+ 2449 ±

√1 1549

− 1649

x1/2 =2449 ± 1 1

7

− 1649

x1 =2449 + 1 1

7

− 1649

x2 =2449 − 1 1

7

− 1649

x1 = −5 x2 = 2x1 = −5; 1-fache Nullstellex2 = 2; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −5 < x < 2 < x

f(x) − 0 + 0 −

x ∈]− 5; 2[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−5[ ∪ ]2;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −16

49x− 24

49= 0

− 16

49x− 24

49= 0 / +

24

49

− 16

49x =

24

49/ :

(−16

49

)x =

2449

− 1649

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x = −11

2

x3 = −11

2; 1-fache Nullstelle

f ′′(−11

2) = −16

49

f ′′(−11

2) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−1

1

2/2)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −1 1

2 < xf ′(x) + 0 −

x ∈]−∞;−11

2[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]− 11

2;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 2

−5

(− 8

49x2 − 24

49x+ 1

31

49

)dx =

[−0, 0544x3 − 12

49x2 + 1

31

49x

]2−5

=

(−0, 0544 · 23 − 12

49· 22 + 1

31

49· 2)−(−0, 0544 · (−5)3 − 12

49· (−5)2 + 1

31

49· (−5)

)= (1, 85)− (−7, 48) = 9

1

3

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Page 59: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = − 849 · x2 − 24

49 · x+ 1 3149

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −2 46

49 1 3949 − 16

49

−6 12 −2 4

49 1 3149 − 16

49

−6 −1 1549 1 23

49 − 1649

−5 12 − 30

49 1 1549 − 16

49

−5 2, 22 · 10−16 1 17 − 16

49

−4 12

2649

4849 − 16

49

−4 4849

4049 − 16

49

−3 12 1 17

493249 − 16

49

−3 1 3149

2449 − 16

49

−2 12 1 41

491649 − 16

49

−2 1 4749

849 − 16

49

−1 12 2 0 − 16

49

−1 1 4749 − 8

49 − 1649

− 12 1 41

49 − 1649 − 16

49

0 1 3149 − 24

49 − 1649

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 1 31

49 − 2449 − 16

4912 1 17

49 − 3249 − 16

49

1 4849 − 40

49 − 1649

1 12

2649 − 48

49 − 1649

2 2, 22 · 10−16 −1 17 − 16

49

2 12 − 30

49 −1 1549 − 16

49

3 −1 1549 −1 23

49 − 1649

3 12 −2 4

49 −1 3149 − 16

49

4 −2 4649 −1 39

49 − 1649

4 12 −3 43

49 −1 4749 − 16

49

5 −4 4449 −2 6

49 − 1649

5 12 −6 −2 2

7 − 1649

6 −7 949 −2 22

49 − 1649

6 12 −8 22

49 −2 3049 − 16

49

7 −9 3949 −2 38

49 − 1649

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (19)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = − 32

81x2 − 32

81x+ 7 7381 = − 32

81 (x+ 5)(x− 4)f ′ (x) = − 64

81x− 3281

f ′′ (x) = − 6481

F (x) =∫(− 32

81x2 − 32

81x+ 7 7381 )dx = −0, 132x3 − 16

81x2 + 7 73

81x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W =]−∞, 8]

• Grenzwerte:f(x) = x2(− 32

81 −3281

x+

7 7381

x2)

limx→∞

f (x) = [− 3281 · ∞2] = −∞

limx→−∞

f (x) = [− 3281 · (−∞)2] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = − 32

81 · (−x)2 − 3281 · (−x) + 7 73

81keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = − 32

81x2 − 32

81x+ 7 7381 = 0

− 3281x

2 − 3281x+ 7 73

81 = 0

x1/2 =+ 32

81 ±√(

− 3281

)2 − 4 ·(− 32

81

)· 7 73

81

2 ·(− 32

81

)x1/2 =

+ 3281 ±

√12 52

81

− 6481

x1/2 =3281 ± 3 5

9

− 6481

x1 =3281 + 3 5

9

− 6481

x2 =3281 − 3 5

9

− 6481

x1 = −5 x2 = 4x1 = −5; 1-fache Nullstellex2 = 4; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −5 < x < 4 < x

f(x) − 0 + 0 −

x ∈]− 5; 4[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−5[ ∪ ]4;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −64

81x− 32

81= 0

− 64

81x− 32

81= 0 / +

32

81

− 64

81x =

32

81/ :

(−64

81

)x =

3281

− 6481

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x = −1

2

x3 = −1

2; 1-fache Nullstelle

f ′′(−1

2) = −64

81

f ′′(−1

2) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−1

2/8)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < − 1

2 < xf ′(x) + 0 −

x ∈]−∞;−1

2[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]− 1

2;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 4

−5

(−32

81x2 − 32

81x+ 7

73

81

)dx =

[−0, 132x3 − 16

81x2 + 7

73

81x

]4−5

=

(−0, 132 · 43 − 16

81· 42 + 7

73

81· 4)−(−0, 132 · (−5)3 − 16

81· (−5)2 + 7

73

81· (−5)

)= (20)− (−28) = 48

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = − 3281 · x2 − 32

81 · x+ 7 7381

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −8 56

81 5 1181 − 64

81

−6 12 −6 2

9 4 2027 − 64

81

−6 −3 7781 4 28

81 − 6481

−5 12 −1 71

81 3 7781 − 64

81

−5 −9, 77 · 10−15 3 59 − 64

81

−4 12 1 55

81 3 1381 − 64

81

−4 3 1381 2 62

81 − 6481

−3 12 4 4

9 2 1027 − 64

81

−3 5 4381 1 79

81 − 6481

−2 12 6 34

81 1 4781 − 64

81

−2 7 19 1 5

27 − 6481

−1 12 7 49

816481 − 64

81

−1 7 7381

3281 − 64

81

− 12 8 0 − 64

81

0 7 7381 − 32

81 − 6481

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 7 73

81 − 3281 − 64

8112 7 49

81 − 6481 − 64

81

1 7 19 −1 5

27 − 6481

1 12 6 34

81 −1 4781 − 64

81

2 5 4381 −1 79

81 − 6481

2 12 4 4

9 −2 1027 − 64

81

3 3 1381 −2 62

81 − 6481

3 12 1 55

81 −3 1381 − 64

81

4 −9, 77 · 10−15 −3 59 − 64

81

4 12 −1 71

81 −3 7781 − 64

81

5 −3 7781 −4 28

81 − 6481

5 12 −6 2

9 −4 2027 − 64

81

6 −8 5681 −5 11

81 − 6481

6 12 −11 29

81 −5 4381 − 64

81

7 −14 29 −5 25

27 − 6481

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (20)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = −1 1

4x2 + 5x = −1 1

4x(x− 4)f ′ (x) = −2 1

2x+ 5f ′′ (x) = −2 1

2F (x) =

∫(−1 1

4x2 + 5x)dx = − 5

12x3 + 2 1

2x2 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W =]−∞, 5]

• Grenzwerte:f(x) = x2(−1 1

4 +5

x)

limx→∞

f (x) = [−1 14 · ∞2] = −∞

limx→−∞

f (x) = [−1 14 · (−∞)2] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = −1 1

4 · (−x)2 + 5 · (−x)keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = −1 1

4x2 + 5x = 0

x(−1 14x+ 5) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −1 1

4x+ 5 = 0− 1 1

4x+ 5 = 0 /− 5− 1 1

4x = −5 / :(−1 1

4

)x =

−5

−1 14

x = 4x1 = 0; 1-fache Nullstellex2 = 4; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < 0 < x < 4 < x

f(x) − 0 + 0 −

x ∈]0; 4[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]4;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −2

1

2x+ 5 = 0

− 21

2x+ 5 = 0 /− 5

− 21

2x = −5 / :

(−2

1

2

)x =

−5

−2 12

x = 2x3 = 2; 1-fache Nullstelle

f ′′(2) = −21

2f ′′(2) < 0 ⇒ Hochpunkt:(2/5)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 2 < x

f ′(x) + 0 −

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x ∈]−∞; 2[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]2;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 4

0

(−1

1

4x2 + 5x

)dx =

[− 5

12x3 + 2

1

2x2

]40

=

(− 5

12· 43 + 2

1

2· 42

)−(− 5

12· 03 + 2

1

2· 02

)=

(13

1

3

)− (0) = 13

1

3

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = −1 14 · x2 + 5 · x

Ableitung von f(x)

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Page 65: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −96 1

4 22 12 −2 1

2

−6 12 −85 5

16 21 14 −2 1

2

−6 −75 20 −2 12

−5 12 −65 5

16 18 34 −2 1

2

−5 −56 14 17 1

2 −2 12

−4 12 −47 13

16 16 14 −2 1

2

−4 −40 15 −2 12

−3 12 −32 13

16 13 34 −2 1

2

−3 −26 14 12 1

2 −2 12

−2 12 −20 5

16 11 14 −2 1

2

−2 −15 10 −2 12

−1 12 −10 5

16 8 34 −2 1

2

−1 −6 14 7 1

2 −2 12

− 12 −2 13

16 6 14 −2 1

2

0 0 5 −2 12

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 5 −2 1

212 2 3

16 3 34 −2 1

2

1 3 34 2 1

2 −2 12

1 12 4 11

16 1 14 −2 1

2

2 5 −2, 54 · 10−14 −2 12

2 12 4 11

16 −1 14 −2 1

2

3 3 34 −2 1

2 −2 12

3 12 2 3

16 −3 34 −2 1

2

4 0 −5 −2 12

4 12 −2 13

16 −6 14 −2 1

2

5 −6 14 −7 1

2 −2 12

5 12 −10 5

16 −8 34 −2 1

2

6 −15 −10 −2 12

6 12 −20 5

16 −11 14 −2 1

2

7 −26 14 −12 1

2 −2 12

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (21)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = − 3

4x2 − 3x = − 3

4 (x+ 4)xf ′ (x) = −1 1

2x− 3f ′′ (x) = −1 1

2F (x) =

∫(− 3

4x2 − 3x)dx = − 1

4x3 − 1 1

2x2 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W =]−∞, 3]

• Grenzwerte:f(x) = x2(− 3

4 − 3

x)

limx→∞

f (x) = [− 34 · ∞2] = −∞

limx→−∞

f (x) = [− 34 · (−∞)2] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = − 3

4 · (−x)2 − 3 · (−x)keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = − 3

4x2 − 3x = 0

x(− 34x− 3) = 0 ⇒ x = 0 ∨ − 3

4x− 3 = 0− 3

4x− 3 = 0 / + 3− 3

4x = 3 / :(− 3

4

)x =

3

− 34

x = −4x1 = −4; 1-fache Nullstellex2 = 0; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −4 < x < 0 < x

f(x) − 0 + 0 −

x ∈]− 4; 0[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−4[ ∪ ]0;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −1

1

2x− 3 = 0

− 11

2x− 3 = 0 / + 3

− 11

2x = 3 / :

(−1

1

2

)x =

3

−1 12

x = −2x3 = −2; 1-fache Nullstelle

f ′′(−2) = −11

2f ′′(−2) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−2/3)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −2 < x

f ′(x) + 0 −

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x ∈]−∞;−2[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]− 2;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 0

−4

(−3

4x2 − 3x

)dx =

[−1

4x3 − 1

1

2x2

]0−4

=

(−1

4· 03 − 1

1

2· 02

)−(−1

4· (−4)3 − 1

1

2· (−4)2

)= (0)− (−8) = 8

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = − 34 · x2 − 3 · x

Ableitung von f(x)

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Page 68: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −15 3

4 7 12 −1 1

2

−6 12 −12 3

16 6 34 −1 1

2

−6 −9 6 −1 12

−5 12 −6 3

16 5 14 −1 1

2

−5 −3 34 4 1

2 −1 12

−4 12 −1 11

16 3 34 −1 1

2

−4 0 3 −1 12

−3 12 1 5

16 2 14 −1 1

2

−3 2 14 1 1

2 −1 12

−2 12 2 13

1634 −1 1

2

−2 3 0 −1 12

−1 12 2 13

16 − 34 −1 1

2

−1 2 14 −1 1

2 −1 12

− 12 1 5

16 −2 14 −1 1

2

0 0 −3 −1 12

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 −3 −1 1

212 −1 11

16 −3 34 −1 1

2

1 −3 34 −4 1

2 −1 12

1 12 −6 3

16 −5 14 −1 1

2

2 −9 −6 −1 12

2 12 −12 3

16 −6 34 −1 1

2

3 −15 34 −7 1

2 −1 12

3 12 −19 11

16 −8 14 −1 1

2

4 −24 −9 −1 12

4 12 −28 11

16 −9 34 −1 1

2

5 −33 34 −10 1

2 −1 12

5 12 −39 3

16 −11 14 −1 1

2

6 −45 −12 −1 12

6 12 −51 3

16 −12 34 −1 1

2

7 −57 34 −13 1

2 −1 12

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (22)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 5

9x2 − 5 = 5

9 (x+ 3)(x− 3)f ′ (x) = 1 1

9xf ′′ (x) = 1 1

9F (x) =

∫( 59x

2 − 5)dx = 527x

3 − 5x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [(−5),∞[

• Grenzwerte:f(x) = x2( 59 − 5

x2)

limx→∞

f (x) = [ 59 · ∞2] = ∞lim

x→−∞f (x) = [ 59 · (−∞)2] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 5

9 · (−x)2 − 5f (−x) = 5

9 · x2 − 5f (−x) = f (x) → Symmetrie zur y-Achse:

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 5

9x2 − 5 = 0

59x

2 − 5 = 0 / + 559x

2 = 5 / : 59

x2 =559

x = ±√9

x1 = 3 x2 = −3x1 = −3; 1-fache Nullstellex2 = 3; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −3 < x < 3 < x

f(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−3[ ∪ ]3;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]− 3; 3[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 1

1

9x = 0

x = 0 ⇒ x = 0x3 = 0; 1-fache Nullstelle

f ′′(0) = 11

9> 0 ⇒ Tiefpunkt:(0/− 5)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 0 < x

f ′(x) − 0 +

x ∈]0;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞; 0[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

A =

∫ 3

−3

(5

9x2 − 5

)dx =

[5

27x3 − 5x

]3−3

=

(5

27· 33 − 5 · 3

)−(

5

27· (−3)3 − 5 · (−3)

)= (−10)− (10) = −20

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 59 · x2 − 5

Ableitung von f(x)

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 22 2

9 −7 79 1 1

9

−6 12 18 17

36 −7 29 1 1

9

−6 15 −6 23 1 1

9

−5 12 11 29

36 −6 19 1 1

9

−5 8 89 −5 5

9 1 19

−4 12 6 1

4 −5 1 19

−4 3 89 −4 4

9 1 19

−3 12 1 29

36 −3 89 1 1

9

−3 4, 44 · 10−15 −3 13 1 1

9

−2 12 −1 19

36 −2 79 1 1

9

−2 −2 79 −2 2

9 1 19

−1 12 −3 3

4 −1 23 1 1

9

−1 −4 49 −1 1

9 1 19

− 12 −4 31

36 − 59 1 1

9

0 −5 0 1 19

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 −5 0 1 1

912 −4 31

3659 1 1

9

1 −4 49 1 1

9 1 19

1 12 −3 3

4 1 23 1 1

9

2 −2 79 2 2

9 1 19

2 12 −1 19

36 2 79 1 1

9

3 4, 44 · 10−15 3 13 1 1

9

3 12 1 29

36 3 89 1 1

9

4 3 89 4 4

9 1 19

4 12 6 1

4 5 1 19

5 8 89 5 5

9 1 19

5 12 11 29

36 6 19 1 1

9

6 15 6 23 1 1

9

6 12 18 17

36 7 29 1 1

9

7 22 29 7 7

9 1 19

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (23)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 12x2 + 12x = 12(x+ 1)xf ′ (x) = 24x+ 12f ′′ (x) = 24F (x) =

∫(12x2 + 12x)dx = 4x3 + 6x2 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [(−3),∞[

• Grenzwerte:f(x) = x2(12 +

12

x)

limx→∞

f (x) = [12 · ∞2] = ∞lim

x→−∞f (x) = [12 · (−∞)2] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 12 · (−x)2 + 12 · (−x)keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 12x2 + 12x = 0x(12x+ 12) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 12x+ 12 = 012x+ 12 = 0 /− 1212x = −12 / : 12

x =−12

12x = −1x1 = −1; 1-fache Nullstellex2 = 0; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −1 < x < 0 < x

f(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−1[ ∪ ]0;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]− 1; 0[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 24x+ 12 = 0

24x+ 12 = 0 /− 1224x = −12 / : 24

x =−12

24

x = −1

2

x3 = −1

2; 1-fache Nullstelle

f ′′(−1

2) = 24 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(−1

2/− 3)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < − 1

2 < xf ′(x) − 0 +

x ∈]− 1

2;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x ∈]−∞;−1

2[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 0

−1

(12x2 + 12x

)dx =

[4x3 + 6x2

]0−1

=(4 · 03 + 6 · 02

)−(4 · (−1)3 + 6 · (−1)2

)= (0)− (2) = −2

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 12 · x2 + 12 · x

Ableitung von f(x)

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 504 −156 24−6 1

2 429 −144 24−6 360 −132 24−5 1

2 297 −120 24−5 240 −108 24−4 1

2 189 −96 24−4 144 −84 24−3 1

2 105 −72 24−3 72 −60 24−2 1

2 45 −48 24−2 24 −36 24−1 1

2 9 −24 24−1 0 −12 24− 1

2 −3 −1, 27 · 10−14 240 0 12 24

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 12 2412 9 24 241 24 36 241 12 45 48 242 72 60 242 12 105 72 243 144 84 243 12 189 96 244 240 108 244 12 297 120 245 360 132 245 12 429 144 246 504 156 246 12 585 168 247 672 180 24

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (24)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = − 6

25x2 + 1 23

25x+ 2 425 = − 6

25 (x+ 1)(x− 9)f ′ (x) = − 12

25x+ 1 2325

f ′′ (x) = − 1225

F (x) =∫(− 6

25x2 + 1 23

25x+ 2 425 )dx = − 2

25x3 + 24

25x2 + 2 4

25x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W =]−∞, 6]

• Grenzwerte:f(x) = x2(− 6

25 +1 2325

x+

2 425

x2)

limx→∞

f (x) = [− 625 · ∞2] = −∞

limx→−∞

f (x) = [− 625 · (−∞)2] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = − 6

25 · (−x)2 + 1 2325 · (−x) + 2 4

25keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = − 6

25x2 + 1 23

25x+ 2 425 = 0

− 625x

2 + 1 2325x+ 2 4

25 = 0

x1/2 =−1 23

25 ±√(

1 2325

)2 − 4 ·(− 6

25

)· 2 4

25

2 ·(− 6

25

)x1/2 =

−1 2325 ±

√5 1925

− 1225

x1/2 =−1 23

25 ± 2 25

− 1225

x1 =−1 23

25 + 2 25

− 1225

x2 =−1 23

25 − 2 25

− 1225

x1 = −1 x2 = 9x1 = −1; 1-fache Nullstellex2 = 9; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −1 < x < 9 < x

f(x) − 0 + 0 −

x ∈]− 1; 9[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−1[ ∪ ]9;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −12

25x+ 1

23

25= 0

− 12

25x+ 1

23

25= 0 /− 1

23

25

− 12

25x = −1

23

25/ :

(−12

25

)x =

−1 2325

− 1225

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x = 4x3 = 4; 1-fache Nullstelle

f ′′(4) = −12

25f ′′(4) < 0 ⇒ Hochpunkt:(4/6)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 4 < x

f ′(x) + 0 −

x ∈]−∞; 4[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]4;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 9

−1

(− 6

25x2 + 1

23

25x+ 2

4

25

)dx =

[− 2

25x3 +

24

25x2 + 2

4

25x

]9−1

=

(− 2

25· 93 + 24

25· 92 + 2

4

25· 9)−(− 2

25· (−1)3 +

24

25· (−1)2 + 2

4

25· (−1)

)=

(38

22

25

)−(−1

3

25

)= 40

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = − 625 · x2 + 1 23

25 · x+ 2 425

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −23 1

25 5 725 − 12

25

−6 12 −20 23

50 5 125 − 12

25

−6 −18 4 45 − 12

25

−5 12 −15 33

50 4 1425 − 12

25

−5 −13 1125 4 8

25 − 1225

−4 12 −11 17

50 4 225 − 12

25

−4 −9 925 3 21

25 − 1225

−3 12 −7 1

2 3 35 − 12

25

−3 −5 1925 3 9

25 − 1225

−2 12 −4 7

50 3 325 − 12

25

−2 −2 1625 2 22

25 − 1225

−1 12 −1 13

50 2 1625 − 12

25

−1 0 2 25 − 12

25

− 12 1 7

50 2 425 − 12

25

0 2 425 1 23

25 − 1225

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 2 4

25 1 2325 − 12

2512 3 3

50 1 1725 − 12

25

1 3 2125 1 11

25 − 1225

1 12 4 1

2 1 15 − 12

25

2 5 125

2425 − 12

25

2 12 5 23

501825 − 12

25

3 5 1925

1225 − 12

25

3 12 5 47

50625 − 12

25

4 6 −5, 08 · 10−14 − 1225

4 12 5 47

50 − 625 − 12

25

5 5 1925 − 12

25 − 1225

5 12 5 23

50 − 1825 − 12

25

6 5 125 − 24

25 − 1225

6 12 4 1

2 −1 15 − 12

25

7 3 2125 −1 11

25 − 1225

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (25)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = − 9

25x2 − 2 22

25x+ 3 625 = − 9

25 (x+ 9)(x− 1)f ′ (x) = − 18

25x− 2 2225

f ′′ (x) = − 1825

F (x) =∫(− 9

25x2 − 2 22

25x+ 3 625 )dx = − 3

25x3 − 1 11

25x2 + 3 6

25x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W =]−∞, 9]

• Grenzwerte:f(x) = x2(− 9

25 −2 2225

x+

3 625

x2)

limx→∞

f (x) = [− 925 · ∞2] = −∞

limx→−∞

f (x) = [− 925 · (−∞)2] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = − 9

25 · (−x)2 − 2 2225 · (−x) + 3 6

25keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = − 9

25x2 − 2 22

25x+ 3 625 = 0

− 925x

2 − 2 2225x+ 3 6

25 = 0

x1/2 =+2 22

25 ±√(

−2 2225

)2 − 4 ·(− 9

25

)· 3 6

25

2 ·(− 9

25

)x1/2 =

+2 2225 ±

√12 24

25

− 1825

x1/2 =2 2225 ± 3 3

5

− 1825

x1 =2 2225 + 3 3

5

− 1825

x2 =2 2225 − 3 3

5

− 1825

x1 = −9 x2 = 1x1 = −9; 1-fache Nullstellex2 = 1; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −9 < x < 1 < x

f(x) − 0 + 0 −

x ∈]− 9; 1[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−9[ ∪ ]1;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −18

25x− 2

22

25= 0

− 18

25x− 2

22

25= 0 / + 2

22

25

− 18

25x = 2

22

25/ :

(−18

25

)x =

2 2225

− 1825

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x = −4x3 = −4; 1-fache Nullstelle

f ′′(−4) = −18

25f ′′(−4) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−4/9)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −4 < x

f ′(x) + 0 −

x ∈]−∞;−4[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]− 4;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 1

−9

(− 9

25x2 − 2

22

25x+ 3

6

25

)dx =

[− 3

25x3 − 1

11

25x2 + 3

6

25x

]1−9

=

(− 3

25· 13 − 1

11

25· 12 + 3

6

25· 1

)−(− 3

25· (−9)3 − 1

11

25· (−9)2 + 3

6

25· (−9)

)=

(117

25

)−(−58

8

25

)= 60

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = − 925 · x2 − 2 22

25 · x+ 3 625

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 5 19

25 2 425 − 18

25

−6 12 6 3

4 1 45 − 18

25

−6 7 1425 1 11

25 − 1825

−5 12 8 19

100 1 225 − 18

25

−5 8 1625

1825 − 18

25

−4 12 8 91

100925 − 18

25

−4 9 5, 08 · 10−14 − 1825

−3 12 8 91

100 − 925 − 18

25

−3 8 1625 − 18

25 − 1825

−2 12 8 19

100 −1 225 − 18

25

−2 7 1425 −1 11

25 − 1825

−1 12 6 3

4 −1 45 − 18

25

−1 5 1925 −2 4

25 − 1825

− 12 4 59

100 −2 1325 − 18

25

0 3 625 −2 22

25 − 1825

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 3 6

25 −2 2225 − 18

2512 1 71

100 −3 625 − 18

25

1 4, 44 · 10−16 −3 35 − 18

25

1 12 −1 89

100 −3 2425 − 18

25

2 −3 2425 −4 8

25 − 1825

2 12 −6 21

100 −4 1725 − 18

25

3 −8 1625 −5 1

25 − 1825

3 12 −11 1

4 −5 25 − 18

25

4 −14 125 −5 19

25 − 1825

4 12 −17 1

100 −6 325 − 18

25

5 −20 425 −6 12

25 − 1825

5 12 −23 49

100 −6 2125 − 18

25

6 −27 −7 15 − 18

25

6 12 −30 69

100 −7 1425 − 18

25

7 −34 1425 −7 23

25 − 1825

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (26)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = − 1

8x2 + 1

4x+ 7 78 = − 1

8 (x+ 7)(x− 9)f ′ (x) = − 1

4x+ 14

f ′′ (x) = − 14

F (x) =∫(− 1

8x2 + 1

4x+ 7 78 )dx = − 1

24x3 + 1

8x2 + 7 7

8x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W =]−∞, 8]

• Grenzwerte:f(x) = x2(− 1

8 +14

x+

7 78

x2)

limx→∞

f (x) = [− 18 · ∞2] = −∞

limx→−∞

f (x) = [− 18 · (−∞)2] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = − 1

8 · (−x)2 + 14 · (−x) + 7 7

8keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = − 1

8x2 + 1

4x+ 7 78 = 0

− 18x

2 + 14x+ 7 7

8 = 0

x1/2 =− 1

4 ±√(

14

)2 − 4 ·(− 1

8

)· 7 7

8

2 ·(− 1

8

)x1/2 =

− 14 ±

√4

− 14

x1/2 =− 1

4 ± 2

− 14

x1 =− 1

4 + 2

− 14

x2 =− 1

4 − 2

− 14

x1 = −7 x2 = 9x1 = −7; 1-fache Nullstellex2 = 9; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −7 < x < 9 < x

f(x) − 0 + 0 −

x ∈]− 7; 9[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−7[ ∪ ]9;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −1

4x+

1

4= 0

− 1

4x+

1

4= 0 /− 1

4

− 1

4x = −1

4/ :

(−1

4

)x =

− 14

− 14

x = 1

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x3 = 1; 1-fache Nullstelle

f ′′(1) = −1

4f ′′(1) < 0 ⇒ Hochpunkt:(1/8)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 1 < x

f ′(x) + 0 −

x ∈]−∞; 1[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]1;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 9

−7

(−1

8x2 +

1

4x+ 7

7

8

)dx =

[− 1

24x3 +

1

8x2 + 7

7

8x

]9−7

=

(− 1

24· 93 + 1

8· 92 + 7

7

8· 9

)−(− 1

24· (−7)3 +

1

8· (−7)2 + 7

7

8· (−7)

)=

(50

5

8

)−(−34

17

24

)= 85

1

3

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = − 18 · x2 + 1

4 · x+ 7 78

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 0 2 − 1

4

−6 12

3132 1 7

8 − 14

−6 1 78 1 3

4 − 14

−5 12 2 23

32 1 58 − 1

4

−5 3 12 1 1

2 − 14

−4 12 4 7

32 1 38 − 1

4

−4 4 78 1 1

4 − 14

−3 12 5 15

32 1 18 − 1

4

−3 6 1 − 14

−2 12 6 15

3278 − 1

4

−2 6 78

34 − 1

4

−1 12 7 7

3258 − 1

4

−1 7 12

12 − 1

4

− 12 7 23

3238 − 1

4

0 7 78

14 − 1

4

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 7 7

814 − 1

412 7 31

3218 − 1

4

1 8 0 − 14

1 12 7 31

32 − 18 − 1

4

2 7 78 − 1

4 − 14

2 12 7 23

32 − 38 − 1

4

3 7 12 − 1

2 − 14

3 12 7 7

32 − 58 − 1

4

4 6 78 − 3

4 − 14

4 12 6 15

32 − 78 − 1

4

5 6 −1 − 14

5 12 5 15

32 −1 18 − 1

4

6 4 78 −1 1

4 − 14

6 12 4 7

32 −1 38 − 1

4

7 3 12 −1 1

2 − 14

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (27)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 20

49x2 + 3 33

49x+ 3 1349 = 20

49 (x+ 8)(x+ 1)f ′ (x) = 40

49x+ 3 3349

f ′′ (x) = 4049

F (x) =∫( 2049x

2 + 3 3349x+ 3 13

49 )dx = 0, 136x3 + 1 4149x

2 + 3 1349x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [(−5),∞[

• Grenzwerte:f(x) = x2( 2049 +

3 3349

x+

3 1349

x2)

limx→∞

f (x) = [ 2049 · ∞2] = ∞lim

x→−∞f (x) = [ 2049 · (−∞)2] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 20

49 · (−x)2 + 3 3349 · (−x) + 3 13

49keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 20

49x2 + 3 33

49x+ 3 1349 = 0

2049x

2 + 3 3349x+ 3 13

49 = 0

x1/2 =−3 33

49 ±√(

3 3349

)2 − 4 · 2049 · 3 13

49

2 · 2049

x1/2 =−3 33

49 ±√8 849

4049

x1/2 =−3 33

49 ± 2 67

4049

x1 =−3 33

49 + 2 67

4049

x2 =−3 33

49 − 2 67

4049

x1 = −1 x2 = −8x1 = −8; 1-fache Nullstellex2 = −1; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −8 < x < −1 < x

f(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−8[ ∪ ]− 1;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]− 8;−1[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) =

40

49x+ 3

33

49= 0

40

49x+ 3

33

49= 0 /− 3

33

4940

49x = −3

33

49/ :

40

49

x =−3 33

494049

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x = −41

2

x3 = −41

2; 1-fache Nullstelle

f ′′(−41

2) =

40

49> 0 ⇒ Tiefpunkt:(−4

1

2/− 5)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −4 1

2 < xf ′(x) − 0 +

x ∈]− 41

2;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞;−41

2[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ −1

−8

(20

49x2 + 3

33

49x+ 3

13

49

)dx =

[0, 136x3 + 1

41

49x2 + 3

13

49x

]−1

−8

=

(0, 136 · (−1)3 + 1

41

49· (−1)2 + 3

13

49· (−1)

)−(0, 136 · (−8)3 + 1

41

49· (−8)2 + 3

13

49· (−8)

)= (−1, 56)− (21, 8) = −23

1

3

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 2049 · x2 + 3 33

49 · x+ 3 1349

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −2 22

49 −2 249

4049

−6 12 −3 18

49 −1 3149

4049

−6 −4 449 −1 11

494049

−5 12 −4 29

49 − 4049

4049

−5 −4 4449 − 20

494049

−4 12 −5 5, 08 · 10−14 40

49

−4 −4 4449

2049

4049

−3 12 −4 29

494049

4049

−3 −4 449 1 11

494049

−2 12 −3 18

49 1 3149

4049

−2 −2 2249 2 2

494049

−1 12 −1 16

49 2 2249

4049

−1 2, 22 · 10−15 2 67

4049

− 12 1 26

49 3 1349

4049

0 3 1349 3 33

494049

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 3 13

49 3 3349

4049

12 5 10

49 4 449

4049

1 7 1749 4 24

494049

1 12 9 34

49 4 4449

4049

2 12 1249 5 15

494049

2 12 15 5 5

74049

3 17 4749 6 6

494049

3 12 21 6

49 6 2649

4049

4 24 2449 6 46

494049

4 12 28 3

49 7 1749

4049

5 31 4149 7 37

494049

5 12 35 40

49 8 849

4049

6 40 8 47

4049

6 12 44 19

49 8 4849

4049

7 48 4849 9 19

494049

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (28)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = − 4

9x2 + 4

9x+ 89 = − 4

9 (x+ 1)(x− 2)f ′ (x) = − 8

9x+ 49

f ′′ (x) = − 89

F (x) =∫(− 4

9x2 + 4

9x+ 89 )dx = − 4

27x3 + 2

9x2 + 8

9x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W =]−∞, 1]

• Grenzwerte:f(x) = x2(− 4

9 +49

x+

89

x2)

limx→∞

f (x) = [− 49 · ∞2] = −∞

limx→−∞

f (x) = [− 49 · (−∞)2] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = − 4

9 · (−x)2 + 49 · (−x) + 8

9keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = − 4

9x2 + 4

9x+ 89 = 0

− 49x

2 + 49x+ 8

9 = 0

x1/2 =− 4

9 ±√(

49

)2 − 4 ·(− 4

9

)· 89

2 ·(− 4

9

)x1/2 =

− 49 ±

√1 79

− 89

x1/2 =− 4

9 ± 1 13

− 89

x1 =− 4

9 + 1 13

− 89

x2 =− 4

9 − 1 13

− 89

x1 = −1 x2 = 2x1 = −1; 1-fache Nullstellex2 = 2; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −1 < x < 2 < x

f(x) − 0 + 0 −

x ∈]− 1; 2[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−1[ ∪ ]2;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −8

9x+

4

9= 0

− 8

9x+

4

9= 0 /− 4

9

− 8

9x = −4

9/ :

(−8

9

)x =

− 49

− 89

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x =1

2

x3 =1

2; 1-fache Nullstelle

f ′′(1

2) = −8

9

f ′′(1

2) < 0 ⇒ Hochpunkt:(1

2/1)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 1

2 < xf ′(x) + 0 −

x ∈]−∞;1

2[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈] 12;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 2

−1

(−4

9x2 +

4

9x+

8

9

)dx =

[− 4

27x3 +

2

9x2 +

8

9x

]2−1

=

(− 4

27· 23 + 2

9· 22 + 8

9· 2)−

(− 4

27· (−1)3 +

2

9· (−1)2 +

8

9· (−1)

)=

(113

27

)−(−14

27

)= 2

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = − 49 · x2 + 4

9 · x+ 89

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −24 6 2

3 − 89

−6 12 −20 7

9 6 29 − 8

9

−6 −17 79 5 7

9 − 89

−5 12 −15 5 1

3 − 89

−5 −12 49 4 8

9 − 89

−4 12 −10 1

9 4 49 − 8

9

−4 −8 4 − 89

−3 12 −6 1

9 3 59 − 8

9

−3 −4 49 3 1

9 − 89

−2 12 −3 2 2

3 − 89

−2 −1 79 2 2

9 − 89

−1 12 − 7

9 1 79 − 8

9

−1 9, 99 · 10−16 1 13 − 8

9

− 12

59

89 − 8

9

0 89

49 − 8

9

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 8

949 − 8

912 1 −3, 17 · 10−15 − 8

9

1 89 − 4

9 − 89

1 12

59 − 8

9 − 89

2 9, 99 · 10−16 −1 13 − 8

9

2 12 − 7

9 −1 79 − 8

9

3 −1 79 −2 2

9 − 89

3 12 −3 −2 2

3 − 89

4 −4 49 −3 1

9 − 89

4 12 −6 1

9 −3 59 − 8

9

5 −8 −4 − 89

5 12 −10 1

9 −4 49 − 8

9

6 −12 49 −4 8

9 − 89

6 12 −15 −5 1

3 − 89

7 −17 79 −5 7

9 − 89

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (29)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = −2 2

9x2 − 2 2

9x+ 4 49 = −2 2

9 (x+ 2)(x− 1)f ′ (x) = −4 4

9x− 2 29

f ′′ (x) = −4 49

F (x) =∫(−2 2

9x2 − 2 2

9x+ 4 49 )dx = − 20

27x3 − 1 1

9x2 + 4 4

9x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W =]−∞, 5]

• Grenzwerte:f(x) = x2(−2 2

9 −2 29

x+

4 49

x2)

limx→∞

f (x) = [−2 29 · ∞2] = −∞

limx→−∞

f (x) = [−2 29 · (−∞)2] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = −2 2

9 · (−x)2 − 2 29 · (−x) + 4 4

9keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = −2 2

9x2 − 2 2

9x+ 4 49 = 0

− 2 29x

2 − 2 29x+ 4 4

9 = 0

x1/2 =+2 2

9 ±√(

−2 29

)2 − 4 ·(−2 2

9

)· 4 4

9

2 ·(−2 2

9

)x1/2 =

+2 29 ±

√44 4

9

−4 49

x1/2 =2 29 ± 6 2

3

−4 49

x1 =2 29 + 6 2

3

−4 49

x2 =2 29 − 6 2

3

−4 49

x1 = −2 x2 = 1x1 = −2; 1-fache Nullstellex2 = 1; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −2 < x < 1 < x

f(x) − 0 + 0 −

x ∈]− 2; 1[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−2[ ∪ ]1;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −4

4

9x− 2

2

9= 0

− 44

9x− 2

2

9= 0 / + 2

2

9

− 44

9x = 2

2

9/ :

(−4

4

9

)x =

2 29

−4 49

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x = −1

2

x3 = −1

2; 1-fache Nullstelle

f ′′(−1

2) = −4

4

9

f ′′(−1

2) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−1

2/5)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < − 1

2 < xf ′(x) + 0 −

x ∈]−∞;−1

2[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]− 1

2;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 1

−2

(−2

2

9x2 − 2

2

9x+ 4

4

9

)dx =

[−20

27x3 − 1

1

9x2 + 4

4

9x

]1−2

=

(−20

27· 13 − 1

1

9· 12 + 4

4

9· 1)−(−20

27· (−2)3 − 1

1

9· (−2)2 + 4

4

9· (−2)

)=

(216

27

)−(−7

11

27

)= 10

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = −2 29 · x2 − 2 2

9 · x+ 4 49

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −88 8

9 28 89 −4 4

9

−6 12 −75 26 2

3 −4 49

−6 −62 29 24 4

9 −4 49

−5 12 −50 5

9 22 29 −4 4

9

−5 −40 20 −4 49

−4 12 −30 5

9 17 79 −4 4

9

−4 −22 29 15 5

9 −4 49

−3 12 −15 13 1

3 −4 49

−3 −8 89 11 1

9 −4 49

−2 12 −3 8

9 8 89 −4 4

9

−2 0 6 23 −4 4

9

−1 12 2 7

9 4 49 −4 4

9

−1 4 49 2 2

9 −4 49

− 12 5 0 −4 4

9

0 4 49 −2 2

9 −4 49

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 4 4

9 −2 29 −4 4

912 2 7

9 −4 49 −4 4

9

1 0 −6 23 −4 4

9

1 12 −3 8

9 −8 89 −4 4

9

2 −8 89 −11 1

9 −4 49

2 12 −15 −13 1

3 −4 49

3 −22 29 −15 5

9 −4 49

3 12 −30 5

9 −17 79 −4 4

9

4 −40 −20 −4 49

4 12 −50 5

9 −22 29 −4 4

9

5 −62 29 −24 4

9 −4 49

5 12 −75 −26 2

3 −4 49

6 −88 89 −28 8

9 −4 49

6 12 −103 8

9 −31 19 −4 4

9

7 −120 −33 13 −4 4

9

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (30)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = − 7

9x2 + 4 2

3x = − 79x(x− 6)

f ′ (x) = −1 59x+ 4 2

3f ′′ (x) = −1 5

9F (x) =

∫(− 7

9x2 + 4 2

3x)dx = − 727x

3 + 2 13x

2 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W =]−∞, 7]

• Grenzwerte:f(x) = x2(− 7

9 +4 23

x)

limx→∞

f (x) = [− 79 · ∞2] = −∞

limx→−∞

f (x) = [− 79 · (−∞)2] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = − 7

9 · (−x)2 + 4 23 · (−x)

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = − 7

9x2 + 4 2

3x = 0x(− 7

9x+ 4 23 ) = 0 ⇒ x = 0 ∨ − 7

9x+ 4 23 = 0

− 79x+ 4 2

3 = 0 /− 4 23

− 79x = −4 2

3 / :(− 7

9

)x =

−4 23

− 79

x = 6x1 = 0; 1-fache Nullstellex2 = 6; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < 0 < x < 6 < x

f(x) − 0 + 0 −

x ∈]0; 6[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]6;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −1

5

9x+ 4

2

3= 0

− 15

9x+ 4

2

3= 0 /− 4

2

3

− 15

9x = −4

2

3/ :

(−1

5

9

)x =

−4 23

−1 59

x = 3x3 = 3; 1-fache Nullstelle

f ′′(3) = −15

9f ′′(3) < 0 ⇒ Hochpunkt:(3/7)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x < 3 < xf ′(x) + 0 −

x ∈]−∞; 3[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]3;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 6

0

(−7

9x2 + 4

2

3x

)dx =

[− 7

27x3 + 2

1

3x2

]60

=

(− 7

27· 63 + 2

1

3· 62

)−(− 7

27· 03 + 2

1

3· 02

)= (28)− (0) = 28

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = − 79 · x2 + 4 2

3 · x

Ableitung von f(x)

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −70 7

9 15 59 −1 5

9

−6 12 −63 7

36 14 79 −1 5

9

−6 −56 14 −1 59

−5 12 −49 7

36 13 29 −1 5

9

−5 −42 79 12 4

9 −1 59

−4 12 −36 3

4 11 23 −1 5

9

−4 −31 19 10 8

9 −1 59

−3 12 −25 31

36 10 19 −1 5

9

−3 −21 9 13 −1 5

9

−2 12 −16 19

36 8 59 −1 5

9

−2 −12 49 7 7

9 −1 59

−1 12 −8 3

4 7 −1 59

−1 −5 49 6 2

9 −1 59

− 12 −2 19

36 5 49 −1 5

9

0 0 4 23 −1 5

9

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 4 2

3 −1 59

12 2 5

36 3 89 −1 5

9

1 3 89 3 1

9 −1 59

1 12 5 1

4 2 13 −1 5

9

2 6 29 1 5

9 −1 59

2 12 6 29

3679 −1 5

9

3 7 0 −1 59

3 12 6 29

36 − 79 −1 5

9

4 6 29 −1 5

9 −1 59

4 12 5 1

4 −2 13 −1 5

9

5 3 89 −3 1

9 −1 59

5 12 2 5

36 −3 89 −1 5

9

6 1, 07 · 10−14 −4 23 −1 5

9

6 12 −2 19

36 −5 49 −1 5

9

7 −5 49 −6 2

9 −1 59

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (31)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 3

49x2 − 6

49x− 2 4649 = 3

49 (x+ 6)(x− 8)f ′ (x) = 6

49x− 649

f ′′ (x) = 649

F (x) =∫( 349x

2 − 649x− 2 46

49 )dx = 149x

3 − 349x

2 − 2 4649x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [(−3),∞[

• Grenzwerte:f(x) = x2( 3

49 −649

x−

2 4649

x2)

limx→∞

f (x) = [ 349 · ∞2] = ∞

limx→−∞

f (x) = [ 349 · (−∞)2] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 3

49 · (−x)2 − 649 · (−x)− 2 46

49keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 3

49x2 − 6

49x− 2 4649 = 0

349x

2 − 649x− 2 46

49 = 0

x1/2 =+ 6

49 ±√(

− 649

)2 − 4 · 349 ·

(−2 46

49

)2 · 3

49

x1/2 =+ 6

49 ±√

3649

649

x1/2 =649 ± 6

7649

x1 =649 + 6

7649

x2 =649 − 6

7649

x1 = 8 x2 = −6x1 = −6; 1-fache Nullstellex2 = 8; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −6 < x < 8 < x

f(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−6[ ∪ ]8;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]− 6; 8[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) =

6

49x− 6

49= 0

6

49x− 6

49= 0 / +

6

496

49x =

6

49/ :

6

49

x =649649

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x = 1x3 = 1; 1-fache Nullstelle

f ′′(1) =6

49> 0 ⇒ Tiefpunkt:(1/− 3)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 1 < x

f ′(x) − 0 +

x ∈]1;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞; 1[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 8

−6

(3

49x2 − 6

49x− 2

46

49

)dx =

[1

49x3 − 3

49x2 − 2

46

49x

]8−6

=

(1

49· 83 − 3

49· 82 − 2

46

49· 8)−

(1

49· (−6)3 − 3

49· (−6)2 − 2

46

49· (−6)

)=

(−16

48

49

)−

(11

1

49

)= −28

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 349 · x2 − 6

49 · x− 2 4649

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 45

49 − 4849

649

−6 12 0, 444 − 45

49649

−6 4, 44 · 10−15 − 67

649

−5 12 −0, 413 − 39

49649

−5 − 3949 − 36

49649

−4 12 −1, 15 − 33

49649

−4 −1 2349 − 30

49649

−3 12 −1, 76 − 27

49649

−3 −2 149 − 24

49649

−2 12 −2 1

4 − 37

649

−2 −2 2249 − 18

49649

−1 12 −2, 62 − 15

49649

−1 −2 3749 − 12

49649

− 12 −2, 86 − 9

49649

0 −2 4649 − 6

49649

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 −2 46

49 − 649

649

12 −2, 98 − 3

49649

1 −3 0 649

1 12 −2, 98 3

49649

2 −2 4649

649

649

2 12 −2, 86 9

49649

3 −2 3749

1249

649

3 12 −2, 62 15

49649

4 −2 2249

1849

649

4 12 −2 1

437

649

5 −2 149

2449

649

5 12 −1, 76 27

49649

6 −1 2349

3049

649

6 12 −1, 15 33

49649

7 − 3949

3649

649

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (32)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 5

9x2 − 3 1

3x = 59x(x− 6)

f ′ (x) = 1 19x− 3 1

3f ′′ (x) = 1 1

9F (x) =

∫( 59x

2 − 3 13x)dx = 5

27x3 − 1 2

3x2 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [(−5),∞[

• Grenzwerte:f(x) = x2( 59 −

3 13

x)

limx→∞

f (x) = [ 59 · ∞2] = ∞lim

x→−∞f (x) = [ 59 · (−∞)2] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 5

9 · (−x)2 − 3 13 · (−x)

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 5

9x2 − 3 1

3x = 0x( 59x− 3 1

3 ) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 59x− 3 1

3 = 059x− 3 1

3 = 0 / + 3 13

59x = 3 1

3 / : 59

x =3 1359

x = 6x1 = 0; 1-fache Nullstellex2 = 6; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < 0 < x < 6 < x

f(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]6;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]0; 6[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 1

1

9x− 3

1

3= 0

11

9x− 3

1

3= 0 / + 3

1

3

11

9x = 3

1

3/ : 1

1

9

x =3 13

1 19

x = 3x3 = 3; 1-fache Nullstelle

f ′′(3) = 11

9> 0 ⇒ Tiefpunkt:(3/− 5)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 3 < x

f ′(x) − 0 +

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x ∈]3;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞; 3[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 6

0

(5

9x2 − 3

1

3x

)dx =

[5

27x3 − 1

2

3x2

]60

=

(5

27· 63 − 1

2

3· 62

)−(

5

27· 03 − 1

2

3· 02

)= (−20)− (0) = −20

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 59 · x2 − 3 1

3 · x

Ableitung von f(x)

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 50 5

9 −11 19 1 1

9

−6 12 45 5

36 −10 59 1 1

9

−6 40 −10 1 19

−5 12 35 5

36 −9 49 1 1

9

−5 30 59 −8 8

9 1 19

−4 12 26 1

4 −8 13 1 1

9

−4 22 29 −7 7

9 1 19

−3 12 18 17

36 −7 29 1 1

9

−3 15 −6 23 1 1

9

−2 12 11 29

36 −6 19 1 1

9

−2 8 89 −5 5

9 1 19

−1 12 6 1

4 −5 1 19

−1 3 89 −4 4

9 1 19

− 12 1 29

36 −3 89 1 1

9

0 0 −3 13 1 1

9

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 −3 1

3 1 19

12 −1 19

36 −2 79 1 1

9

1 −2 79 −2 2

9 1 19

1 12 −3 3

4 −1 23 1 1

9

2 −4 49 −1 1

9 1 19

2 12 −4 31

36 − 59 1 1

9

3 −5 0 1 19

3 12 −4 31

3659 1 1

9

4 −4 49 1 1

9 1 19

4 12 −3 3

4 1 23 1 1

9

5 −2 79 2 2

9 1 19

5 12 −1 19

36 2 79 1 1

9

6 3, 91 · 10−14 3 13 1 1

9

6 12 1 29

36 3 89 1 1

9

7 3 89 4 4

9 1 19

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (33)•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = −1 1

4x2 − 10x− 15 = −1 1

4 (x+ 6)(x+ 2)f ′ (x) = −2 1

2x− 10f ′′ (x) = −2 1

2F (x) =

∫(−1 1

4x2 − 10x− 15)dx = − 5

12x3 − 5x2 − 15x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W =]−∞, 5]

• Grenzwerte:f(x) = x2(−1 1

4 − 10

x− 15

x2)

limx→∞

f (x) = [−1 14 · ∞2] = −∞

limx→−∞

f (x) = [−1 14 · (−∞)2] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = −1 1

4 · (−x)2 − 10 · (−x)− 15keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = −1 1

4x2 − 10x− 15 = 0

− 1 14x

2 − 10x− 15 = 0

x1/2 =+10±

√(−10)

2 − 4 ·(−1 1

4

)· (−15)

2 ·(−1 1

4

)x1/2 =

+10±√25

−2 12

x1/2 =10± 5

−2 12

x1 =10 + 5

−2 12

x2 =10− 5

−2 12

x1 = −6 x2 = −2x1 = −6; 1-fache Nullstellex2 = −2; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −6 < x < −2 < x

f(x) − 0 + 0 −

x ∈]− 6;−2[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−6[ ∪ ]− 2;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −2

1

2x− 10 = 0

− 21

2x− 10 = 0 / + 10

− 21

2x = 10 / :

(−2

1

2

)x =

10

−2 12

x = −4x3 = −4; 1-fache Nullstelle

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Page 103: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

f ′′(−4) = −21

2f ′′(−4) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−4/5)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −4 < x

f ′(x) + 0 −

x ∈]−∞;−4[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]− 4;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ −2

−6

(−1

1

4x2 − 10x− 15

)dx =

[− 5

12x3 − 5x2 − 15x

]−2

−6

=

(− 5

12· (−2)3 − 5 · (−2)2 − 15 · (−2)

)−(− 5

12· (−6)3 − 5 · (−6)2 − 15 · (−6)

)=

(13

1

3

)−(7, 11 · 10−14

)= 13

1

3

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = −1 14 · x2 − 10 · x− 15

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −6 1

4 7 12 −2 1

2

−6 12 −2 13

16 6 14 −2 1

2

−6 0 5 −2 12

−5 12 2 3

16 3 34 −2 1

2

−5 3 34 2 1

2 −2 12

−4 12 4 11

16 1 14 −2 1

2

−4 5 3, 05 · 10−13 −2 12

−3 12 4 11

16 −1 14 −2 1

2

−3 3 34 −2 1

2 −2 12

−2 12 2 3

16 −3 34 −2 1

2

−2 0 −5 −2 12

−1 12 −2 13

16 −6 14 −2 1

2

−1 −6 14 −7 1

2 −2 12

− 12 −10 5

16 −8 34 −2 1

2

0 −15 −10 −2 12

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 −15 −10 −2 1

212 −20 5

16 −11 14 −2 1

2

1 −26 14 −12 1

2 −2 12

1 12 −32 13

16 −13 34 −2 1

2

2 −40 −15 −2 12

2 12 −47 13

16 −16 14 −2 1

2

3 −56 14 −17 1

2 −2 12

3 12 −65 5

16 −18 34 −2 1

2

4 −75 −20 −2 12

4 12 −85 5

16 −21 14 −2 1

2

5 −96 14 −22 1

2 −2 12

5 12 −107 13

16 −23 34 −2 1

2

6 −120 −25 −2 12

6 12 −132 13

16 −26 14 −2 1

2

7 −146 14 −27 1

2 −2 12

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Page 105: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (34)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 4x2 − 8x = 4x(x− 2)f ′ (x) = 8x− 8f ′′ (x) = 8F (x) =

∫(4x2 − 8x)dx = 1 1

3x3 − 4x2 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [(−4),∞[

• Grenzwerte:f(x) = x2(4− 8

x)

limx→∞

f (x) = [4 · ∞2] = ∞lim

x→−∞f (x) = [4 · (−∞)2] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 4 · (−x)2 − 8 · (−x)keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 4x2 − 8x = 0x(4x− 8) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 4x− 8 = 04x− 8 = 0 / + 84x = 8 / : 4

x =8

4x = 2x1 = 0; 1-fache Nullstellex2 = 2; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < 0 < x < 2 < x

f(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]2;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]0; 2[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 8x− 8 = 0

8x− 8 = 0 / + 88x = 8 / : 8

x =8

8x = 1x3 = 1; 1-fache Nullstellef ′′(1) = 8 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(1/− 4)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 1 < x

f ′(x) − 0 +

x ∈]1;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞; 1[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 2

0

(4x2 − 8x

)dx =

[11

3x3 − 4x2

]20

=

(11

3· 23 − 4 · 22

)−(11

3· 03 − 4 · 02

)=

(−5

1

3

)− (0) = −5

1

3

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 4 · x2 − 8 · x

Ableitung von f(x)

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 252 −64 8−6 1

2 221 −60 8−6 192 −56 8−5 1

2 165 −52 8−5 140 −48 8−4 1

2 117 −44 8−4 96 −40 8−3 1

2 77 −36 8−3 60 −32 8−2 1

2 45 −28 8−2 32 −24 8−1 1

2 21 −20 8−1 12 −16 8− 1

2 5 −12 80 0 −8 8

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 −8 812 −3 −4 81 −4 0 81 12 −3 4 82 0 8 82 12 5 12 83 12 16 83 12 21 20 84 32 24 84 12 45 28 85 60 32 85 12 77 36 86 96 40 86 12 117 44 87 140 48 8

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (35)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = − 24

49x2 + 2 22

49x+ 2 4649 = − 24

49 (x+ 1)(x− 6)f ′ (x) = − 48

49x+ 2 2249

f ′′ (x) = − 4849

F (x) =∫(− 24

49x2 + 2 22

49x+ 2 4649 )dx = − 8

49x3 + 1 11

49x2 + 2 46

49x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W =]−∞, 6]

• Grenzwerte:f(x) = x2(− 24

49 +2 2249

x+

2 4649

x2)

limx→∞

f (x) = [− 2449 · ∞2] = −∞

limx→−∞

f (x) = [− 2449 · (−∞)2] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = − 24

49 · (−x)2 + 2 2249 · (−x) + 2 46

49keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = − 24

49x2 + 2 22

49x+ 2 4649 = 0

− 2449x

2 + 2 2249x+ 2 46

49 = 0

x1/2 =−2 22

49 ±√(

2 2249

)2 − 4 ·(− 24

49

)· 2 46

49

2 ·(− 24

49

)x1/2 =

−2 2249 ±

√11 37

49

− 4849

x1/2 =−2 22

49 ± 3 37

− 4849

x1 =−2 22

49 + 3 37

− 4849

x2 =−2 22

49 − 3 37

− 4849

x1 = −1 x2 = 6x1 = −1; 1-fache Nullstellex2 = 6; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −1 < x < 6 < x

f(x) − 0 + 0 −

x ∈]− 1; 6[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−1[ ∪ ]6;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −48

49x+ 2

22

49= 0

− 48

49x+ 2

22

49= 0 /− 2

22

49

− 48

49x = −2

22

49/ :

(−48

49

)x =

−2 2249

− 4849

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Page 109: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x = 21

2

x3 = 21

2; 1-fache Nullstelle

f ′′(21

2) = −48

49

f ′′(21

2) < 0 ⇒ Hochpunkt:(21

2/6)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 2 1

2 < xf ′(x) + 0 −

x ∈]−∞; 21

2[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]212;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 6

−1

(−24

49x2 + 2

22

49x+ 2

46

49

)dx =

[− 8

49x3 + 1

11

49x2 + 2

46

49x

]6−1

=

(− 8

49· 63 + 1

11

49· 62 + 2

46

49· 6

)−(− 8

49· (−1)3 + 1

11

49· (−1)2 + 2

46

49· (−1)

)=

(26

22

49

)−(−1

27

49

)= 28

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Page 110: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = − 2449 · x2 + 2 22

49 · x+ 2 4649

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −38 10

49 9 1549 − 48

49

−6 12 −33 33

49 8 4049 − 48

49

−6 −29 1949 8 16

49 − 4849

−5 12 −25 17

49 7 4149 − 48

49

−5 −21 2749 7 17

49 − 4849

−4 12 −18 6 6

7 − 4849

−4 −14 3449 6 18

49 − 4849

−3 12 −11 31

49 5 4349 − 48

49

−3 −8 4049 5 19

49 − 4849

−2 12 −6 12

49 4 4449 − 48

49

−2 −3 4549 4 20

49 − 4849

−1 12 −1 41

49 3 4549 − 48

49

−1 3, 11 · 10−15 3 37 − 48

49

− 12 1 29

49 2 4649 − 48

49

0 2 4649 2 22

49 − 4849

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 2 46

49 2 2249 − 48

4912 4 2

49 1 4749 − 48

49

1 4 4449 1 23

49 − 4849

1 12 5 25

494849 − 48

49

2 5 4349

2449 − 48

49

2 12 6 0 − 48

49

3 5 4349 − 24

49 − 4849

3 12 5 25

49 − 4849 − 48

49

4 4 4449 −1 23

49 − 4849

4 12 4 2

49 −1 4749 − 48

49

5 2 4649 −2 22

49 − 4849

5 12 1 29

49 −2 4649 − 48

49

6 −3, 33 · 10−14 −3 37 − 48

49

6 12 −1 41

49 −3 4549 − 48

49

7 −3 4549 −4 20

49 − 4849

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Page 111: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (36)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 8

27x2 + 2 2

3x = 827 (x+ 9)x

f ′ (x) = 1627x+ 2 2

3f ′′ (x) = 16

27F (x) =

∫( 827x

2 + 2 23x)dx = 8

81x3 + 1 1

3x2 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [(−6),∞[

• Grenzwerte:f(x) = x2( 8

27 +2 23

x)

limx→∞

f (x) = [ 827 · ∞2] = ∞

limx→−∞

f (x) = [ 827 · (−∞)2] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 8

27 · (−x)2 + 2 23 · (−x)

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 8

27x2 + 2 2

3x = 0x( 8

27x+ 2 23 ) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 8

27x+ 2 23 = 0

827x+ 2 2

3 = 0 /− 2 23

827x = −2 2

3 / : 827

x =−2 2

3827

x = −9x1 = −9; 1-fache Nullstellex2 = 0; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −9 < x < 0 < x

f(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−9[ ∪ ]0;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]− 9; 0[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) =

16

27x+ 2

2

3= 0

16

27x+ 2

2

3= 0 /− 2

2

316

27x = −2

2

3/ :

16

27

x =−2 2

31627

x = −41

2

x3 = −41

2; 1-fache Nullstelle

f ′′(−41

2) =

16

27> 0 ⇒ Tiefpunkt:(−4

1

2/− 6)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)

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Page 112: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x < −4 12 < x

f ′(x) − 0 +

x ∈]− 41

2;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞;−41

2[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 0

−9

(8

27x2 + 2

2

3x

)dx =

[8

81x3 + 1

1

3x2

]0−9

=

(8

81· 03 + 1

1

3· 02

)−(

8

81· (−9)3 + 1

1

3· (−9)2

)= (0)− (36) = −36

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 827 · x2 + 2 2

3 · x

Ableitung von f(x)

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Page 113: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −4 4

27 −1 1327

1627

−6 12 −4 22

27 −1 527

1627

−6 −5 13 − 8

91627

−5 12 −5 19

27 − 1627

1627

−5 −5 2527 − 8

271627

−4 12 −6 0 16

27

−4 −5 2527

827

1627

−3 12 −5 19

271627

1627

−3 −5 13

89

1627

−2 12 −4 22

27 1 527

1627

−2 −4 427 1 13

271627

−1 12 −3 1

3 1 79

1627

−1 −2 1027 2 2

271627

− 12 −1 7

27 2 1027

1627

0 0 2 23

1627

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 2 2

31627

12 1 11

27 2 2627

1627

1 2 2627 3 7

271627

1 12 4 2

3 3 59

1627

2 6 1427 3 23

271627

2 12 8 14

27 4 427

1627

3 10 23 4 4

91627

3 12 12 26

27 4 2027

1627

4 15 1127 5 1

271627

4 12 18 5 1

31627

5 20 2027 5 17

271627

5 12 23 17

27 5 2527

1627

6 26 23 6 2

91627

6 12 29 23

27 6 1427

1627

7 33 527 6 22

271627

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Page 114: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (37)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 20

81x2 + 2 2

9x = 2081 (x+ 9)x

f ′ (x) = 4081x+ 2 2

9f ′′ (x) = 40

81F (x) =

∫( 2081x

2 + 2 29x)dx = 0, 0823x3 + 1 1

9x2 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [(−5),∞[

• Grenzwerte:f(x) = x2( 2081 +

2 29

x)

limx→∞

f (x) = [ 2081 · ∞2] = ∞lim

x→−∞f (x) = [ 2081 · (−∞)2] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 20

81 · (−x)2 + 2 29 · (−x)

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 20

81x2 + 2 2

9x = 0x( 2081x+ 2 2

9 ) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 2081x+ 2 2

9 = 02081x+ 2 2

9 = 0 /− 2 29

2081x = −2 2

9 / : 2081

x =−2 2

92081

x = −9x1 = −9; 1-fache Nullstellex2 = 0; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −9 < x < 0 < x

f(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−9[ ∪ ]0;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]− 9; 0[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) =

40

81x+ 2

2

9= 0

40

81x+ 2

2

9= 0 /− 2

2

940

81x = −2

2

9/ :

40

81

x =−2 2

94081

x = −41

2

x3 = −41

2; 1-fache Nullstelle

f ′′(−41

2) =

40

81> 0 ⇒ Tiefpunkt:(−4

1

2/− 5)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)

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Page 115: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x < −4 12 < x

f ′(x) − 0 +

x ∈]− 41

2;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞;−41

2[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 0

−9

(20

81x2 + 2

2

9x

)dx =

[0, 0823x3 + 1

1

9x2

]0−9

=

(0, 0823 · 03 + 1

1

9· 02

)−(0, 0823 · (−9)3 + 1

1

9· (−9)2

)= (0)− (30) = −30

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 2081 · x2 + 2 2

9 · x

Ableitung von f(x)

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −3 37

81 −1 1981

4081

−6 12 −4 1

81 − 8081

4081

−6 −4 49 − 20

274081

−5 12 −4 61

81 − 4081

4081

−5 −4 7681 − 20

814081

−4 12 −5 −2, 54 · 10−14 40

81

−4 −4 7681

2081

4081

−3 12 −4 61

814081

4081

−3 −4 49

2027

4081

−2 12 −4 1

818081

4081

−2 −3 3781 1 19

814081

−1 12 −2 7

9 1 1327

4081

−1 −1 7981 1 59

814081

− 12 −1 4

81 1 7981

4081

0 0 2 29

4081

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 2 2

94081

12 1 14

81 2 3881

4081

1 2 3881 2 58

814081

1 12 3 8

9 2 2627

4081

2 5 3581 3 17

814081

2 12 7 8

81 3 3781

4081

3 8 89 3 19

274081

3 12 10 65

81 3 7781

4081

4 12 6881 4 16

814081

4 12 15 4 4

94081

5 17 2381 4 56

814081

5 12 19 56

81 4 7681

4081

6 22 29 5 5

274081

6 12 24 71

81 5 3581

4081

7 27 5381 5 55

814081

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

Aufgabe (38)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 1 11

25x2 + 10 2

25x+ 8 1625 = 1 11

25 (x+ 6)(x+ 1)f ′ (x) = 2 22

25x+ 10 225

f ′′ (x) = 2 2225

F (x) =∫(1 11

25x2 + 10 2

25x+ 8 1625 )dx = 12

25x3 + 5 1

25x2 + 8 16

25x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [(−9),∞[

• Grenzwerte:f(x) = x2(1 11

25 +10 2

25

x+

8 1625

x2)

limx→∞

f (x) = [1 1125 · ∞2] = ∞

limx→−∞

f (x) = [1 1125 · (−∞)2] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1 11

25 · (−x)2 + 10 225 · (−x) + 8 16

25keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 1 11

25x2 + 10 2

25x+ 8 1625 = 0

1 1125x

2 + 10 225x+ 8 16

25 = 0

x1/2 =−10 2

25 ±√(

10 225

)2 − 4 · 1 1125 · 8 16

25

2 · 1 1125

x1/2 =−10 2

25 ±√51 21

25

2 2225

x1/2 =−10 2

25 ± 7 15

2 2225

x1 =−10 2

25 + 7 15

2 2225

x2 =−10 2

25 − 7 15

2 2225

x1 = −1 x2 = −6x1 = −6; 1-fache Nullstellex2 = −1; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −6 < x < −1 < x

f(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−6[ ∪ ]− 1;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]− 6;−1[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 2

22

25x+ 10

2

25= 0

222

25x+ 10

2

25= 0 /− 10

2

25

222

25x = −10

2

25/ : 2

22

25

x =−10 2

25

2 2225

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

x = −31

2

x3 = −31

2; 1-fache Nullstelle

f ′′(−31

2) = 2

22

25> 0 ⇒ Tiefpunkt:(−3

1

2/− 9)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −3 1

2 < xf ′(x) − 0 +

x ∈]− 31

2;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞;−31

2[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ −1

−6

(111

25x2 + 10

2

25x+ 8

16

25

)dx =

[12

25x3 + 5

1

25x2 + 8

16

25x

]−1

−6

=

(12

25· (−1)3 + 5

1

25· (−1)2 + 8

16

25· (−1)

)−(12

25· (−6)3 + 5

1

25· (−6)2 + 8

16

25· (−6)

)=

(−4

2

25

)−(25

23

25

)= −30

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Quadratische Funktionen f (x) = ax2 + bx+ c Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 1 1125 · x2 + 10 2

25 · x+ 8 1625

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 8 16

25 −10 225 2 22

25

−6 12 3 24

25 −8 1625 2 22

25

−6 −7, 11 · 10−15 −7 15 2 22

25

−5 12 −3 6

25 −5 1925 2 22

25

−5 −5 1925 −4 8

25 2 2225

−4 12 −7 14

25 −2 2225 2 22

25

−4 −8 1625 −1 11

25 2 2225

−3 12 −9 0 2 22

25

−3 −8 1625 1 11

25 2 2225

−2 12 −7 14

25 2 2225 2 22

25

−2 −5 1925 4 8

25 2 2225

−1 12 −3 6

25 5 1925 2 22

25

−1 0 7 15 2 22

25

− 12 3 24

25 8 1625 2 22

25

0 8 1625 10 2

25 2 2225

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 8 16

25 10 225 2 22

2512 14 1

25 11 1325 2 22

25

1 20 425 12 24

25 2 2225

1 12 27 14 2

5 2 2225

2 34 1425 15 21

25 2 2225

2 12 42 21

25 17 725 2 22

25

3 51 2125 18 18

25 2 2225

3 12 61 14

25 20 425 2 22

25

4 72 21 35 2 22

25

4 12 83 4

25 23 125 2 22

25

5 95 125 24 12

25 2 2225

5 12 107 16

25 25 2325 2 22

25

6 120 2425 27 9

25 2 2225

6 12 135 28 4

5 2 2225

7 149 1925 30 6

25 2 2225

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d

3 Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx + d

3.1 Aufgaben(1) f (x) = −2x3

(2) f (x) = − 14x

3 + 23x

2

(3) f (x) = x3 − 3x2

(4) f (x) = 12x

3 + 4(5) f (x) = − 1

6x3 + 2x

(6) f (x) = 12x

3 − 3x2 + 5x(7) f (x) = −x3 + 3x+ 2(8) f (x) = −x3 + 3x2 − 4(9) f (x) = 4x3 + 5x2 − 6x(10) f (x) = − 1

2x3 − 1

2x2 + 4x+ 6

(11) f (x) = x3 − 4x2 + 3x(12) f (x) = − 27

55x3 − 54

55x2 + 5 2

5x+ 5 4955

(13) f (x) = 110x

3 + 310x

2 − 1 35x− 4 4

5(14) f (x) = 1

2x3 − 2x2 − 1

2x+ 2(15) f (x) = 1

2x3 + x2 − x

(16) f (x) = 3x3 − 22x2 + 43x+ 12(17) f (x) = −5 2

5x3 − 37 4

5x2 − 75 3

5x− 43 15

(18) f (x) = −6 34x

3 − 13 12x

2

(19) f (x) = 23x

3 + 2x2 − 2 23x− 8

(20) f (x) = − 2728x

3 − 2728x

2 + 5 1114x

(21) f (x) = x3 + 3x2 − 4(22) f (x) = −5 1

16x3 + 10 1

8x2

(23) f (x) = 16x

3 − 12x

2 − 1 23x+ 4

(24) f (x) = −2x3 + 12x2 − 18x(25) f (x) = 40 1

2x3 + 81x2 + 40 1

2x(26) f (x) = 54x3 − 270x2 + 432x− 216(27) f (x) = 1 19

35x3 − 10 4

5x2 + 18 18

35x(28) f (x) = −2x3 + 6x2

(29) f (x) = −2x3 + 6x2

(30) f (x) = 5 25x

3 + 27x2 + 32 25x

(31) f (x) = 13x

3 − x2 − 1 13x

(32) f (x) = − 12125x

3 − 0, 193x2 + 1 1935x+ 3 3

35(33) f (x) = − 27

56x3 − 27

28x2 + 2 23

56x+ 2 2528

(34) f (x) = −13 12x

3 − 67 12x

2 − 108x− 54(35) f (x) = 1

18x3 − 1

2x2 + 6

(36) f (x) = x3 − 6x2 + 9x(37) f (x) = 1

10x3 − 3 1

5x

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

3.2 LösungenAufgabe (1)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = −2x3

f ′ (x) = −6x2

f ′′ (x) = −12xf ′′′ (x) = −12F (x) =

∫(−2x3)dx = − 1

2x4 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3(−2)limx→∞

f (x) = [−2 · ∞3] = −∞lim

x→−∞f (x) = [−2 · (−∞)3] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = −2 · (−x)3

f (−x) = −(−2 · x3

)f (−x) = −f (x) → Symmetrie zum Ursprung:

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = −2x3 = 0x3 = 0 ⇒ x = 0x1 = 0; 3-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < 0 < x

f(x) + 0 −

x ∈]−∞; 0[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]0;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −6x2 = 0x2 = 0 ⇒ x = 0x2 = 0; 2-fache Nullstellef ′′(0) = 0f ′′(0) = 0 ⇒Terrassenpukt:(0/0)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 0 < x

f ′(x) − 0 −

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]0;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = −12x = 0x = 0 ⇒ x = 0x3 = 0; 1-fache Nullstellef ′′′(0) = 0f ′′′(0) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(0/0)

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

• Kruemmungx < 0 < x

f ′′(x) + 0 −

x ∈]−∞; 0[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]0;∞[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achsekeine Fläche

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = −2 · x3

Ableitung von f(x)

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 686 −294 84−6 1

2 549 14 −254 78

−6 432 −216 72−5 1

2 332 34 −182 66

−5 250 −150 60−4 1

2 182 14 −122 54

−4 128 −96 48−3 1

2 85 34 −73, 5 42

−3 54 −54 36−2 1

2 31 14 −37, 5 30

−2 16 −24 24−1 1

2 6 34 −13, 5 18

−1 2 −6 12− 1

214 −1, 5 6

0 0 −0, 000613 0

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 −0, 000613 012 − 1

4 −1, 5 −61 −2 −6 −121 12 −6 3

4 −13, 5 −182 −16 −24 −242 12 −31 1

4 −37, 5 −303 −54 −54 −363 12 −85 3

4 −73, 5 −424 −128 −96 −484 12 −182 1

4 −122 −545 −250 −150 −605 12 −332 3

4 −182 −666 −432 −216 −726 12 −549 1

4 −254 −787 −686 −294 −84

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (2)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = − 1

4x3 + 2

3x2 = − 1

4x2(x− 2 2

3 )f ′ (x) = − 3

4x2 + 1 1

3x = − 34x(x− 1 7

9 )f ′′ (x) = −1 1

2x+ 1 13 = −1 1

2 (x− 89 )

f ′′′ (x) = −1 12

F (x) =∫(− 1

4x3 + 2

3x2)dx = − 1

16x4 + 2

9x3 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3(− 1

4 +23

x)

limx→∞

f (x) = [− 14 · ∞3] = −∞

limx→−∞

f (x) = [− 14 · (−∞)3] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = − 1

4 · (−x)3 + 23 · (−x)2

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = − 1

4x3 + 2

3x2 = 0

x2(− 14x+ 2

3 ) = 0 ⇒ x = 0 ∨ − 14x+ 2

3 = 0− 1

4x+ 23 = 0 /− 2

3− 1

4x = − 23 / :

(− 1

4

)x =

− 23

− 14

x = 22

3x1 = 0; 2-fache Nullstelle

x2 = 22

3; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < 0 < x < 2 2

3 < xf(x) + 0 + 0 −

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]0; 22

3[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]223;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −3

4x2 + 1

1

3x = 0

x(−3

4x+ 1

1

3) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −3

4x+ 1

1

3= 0

− 3

4x+ 1

1

3= 0 /− 1

1

3

− 3

4x = −1

1

3/ :

(−3

4

)x =

−1 13

− 34

x = 17

9x3 = 0; 1-fache Nullstelle

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

x4 = 17

9; 1-fache Nullstelle

f ′′(0) = 11

3> 0 ⇒ Tiefpunkt:(0/0)

f ′′(17

9) = −1

1

3

f ′′(17

9) < 0 ⇒ Hochpunkt:(17

9/0, 702)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 0 < x < 1 7

9 < xf ′(x) − 0 + 0 −

x ∈]0; 179[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]17

9;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = −1

1

2x+ 1

1

3= 0

− 11

2x+ 1

1

3= 0 /− 1

1

3

− 11

2x = −1

1

3/ :

(−1

1

2

)x =

−1 13

−1 12

x =8

9

x5 =8

9; 1-fache Nullstelle

f ′′′(8

9) = 0, 351

f ′′′(8

9) ̸= 0 ⇒

Wendepunkt:(89/0, 351)

• Kruemmungx < 8

9 < xf ′′(x) + 0 −

x ∈]−∞;8

9[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈] 89;∞[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 2 23

0

(−1

4x3 +

2

3x2

)dx =

[− 1

16x4 +

2

9x3

]2 23

0

=

(− 1

16· 22

3

4

+2

9· 22

3

3)−(− 1

16· 04 + 2

9· 03

)= (1, 05)− (0) = 1, 05

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = − 14 · x3 + 2

3 · x2

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 118 5

12 −46, 1 11 56

−6 12 96 79

96 −40, 4 11 112

−6 78 −35 10 13

−5 12 61 73

96 −30 9 712

−5 47 1112 −25, 4 8 5

6

−4 12 36 9

32 −21, 2 8 112

−4 26 23 −17, 3 7 1

3

−3 12 18 85

96 −13, 9 6 712

−3 12 34 −10, 8 5 5

6

−2 12 8 7

96 −8, 02 5 112

−2 4 23 −5, 67 4 1

3

−1 12 2 11

32 −3, 69 3 712

−1 1112 −2, 08 2 5

6

− 12

1996 −0, 854 2 1

12

0 0 −7, 66 · 10−5 1 13

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 −7, 66 · 10−5 1 1

312

1396 0, 479 7

12

1 512 0, 583 − 1

6

1 12

2132 0, 312 − 11

12

2 23 −0, 333 −1 2

3

2 12

2596 −1, 35 −2 5

12

3 − 34 −2, 75 −3 1

6

3 12 −2 53

96 −4, 52 −3 1112

4 −5 13 −6, 67 −4 2

3

4 12 −9 9

32 −9, 19 −5 512

5 −14 712 −12, 1 −6 1

6

5 12 −21 41

96 −15, 4 −6 1112

6 −30 −19 −7 23

6 12 −40 47

96 −23 −8 512

7 −53 112 −27, 4 −9 1

6

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Page 127: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (3)•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = x3 − 3x2 = x2(x− 3)f ′ (x) = 3x2 − 6x = 3x(x− 2)f ′′ (x) = 6x− 6 = 6(x− 1)f ′′′ (x) = 6F (x) =

∫(x3 − 3x2)dx = 1

4x4 − x3 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3(1− 3

x)

limx→∞

f (x) = [1 · ∞3] = ∞lim

x→−∞f (x) = [1 · (−∞)3] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1 · (−x)3 − 3 · (−x)2

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = x3 − 3x2 = 0x2(x− 3) = 0 ⇒ x = 0 ∨ x− 3 = 0x− 3 = 0 / + 3x = 3x1 = 0; 2-fache Nullstellex2 = 3; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < 0 < x < 3 < x

f(x) − 0 − 0 +

x ∈]3;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]0; 3[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 3x2 − 6x = 0x(3x− 6) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 3x− 6 = 03x− 6 = 0 / + 63x = 6 / : 3

x =6

3x = 2x3 = 0; 1-fache Nullstellex4 = 2; 1-fache Nullstellef ′′(0) = −6f ′′(0) < 0 ⇒ Hochpunkt:(0/0)f ′′(2) = 6 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(2/− 4)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 0 < x < 2 < x

f ′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]2;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]0; 2[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

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Page 128: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

• Wendepunkte:f ′′(x) = 6x− 6 = 0

6x− 6 = 0 / + 66x = 6 / : 6

x =6

6x = 1x5 = 1; 1-fache Nullstellef ′′′(1) = −2f ′′′(1) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(1/− 2)• Kruemmung

x < 1 < xf ′′(x) − 0 +

x ∈]1;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞; 1[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 3

0

(x3 − 3x2

)dx =

[1

4x4 − x3

]30

=

(1

4· 34 − 1 · 33

)−(1

4· 04 − 1 · 03

)=

(−6

3

4

)− (0) = −6

3

4

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Page 129: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 1 · x3 − 3 · x2

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −490 189 −48−6 1

2 −401 38 166 −45

−6 −324 144 −42−5 1

2 −257 18 124 −39

−5 −200 105 −36−4 1

2 −151 78 87, 8 −33

−4 −112 72 −30−3 1

2 −79 58 57, 8 −27

−3 −54 45 −24−2 1

2 −34 38 33, 8 −21

−2 −20 24 −18−1 1

2 −10 18 15, 8 −15

−1 −4 9 −12− 1

2 − 78 3, 75 −9

0 0 0, 000306 −6

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 0, 000306 −612 − 5

8 −2, 25 −31 −2 −3 1, 45 · 10−12

1 12 −3 3

8 −2, 25 32 −4 0, 000306 62 12 −3 1

8 3, 75 93 0 9 123 12 6 1

8 15, 8 154 16 24 184 12 30 3

8 33, 8 215 50 45 245 12 75 5

8 57, 8 276 108 72 306 12 147 7

8 87, 8 337 196 105 36

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Page 130: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (4)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 1

2x3 + 4 = 1

2 (x2 − 2x+ 4)(x+ 2)

f ′ (x) = 1 12x

2

f ′′ (x) = 3xf ′′′ (x) = 3F (x) =

∫( 12x

3 + 4)dx = 18x

4 + 4x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3( 12 +

4

x3)

limx→∞

f (x) = [ 12 · ∞3] = ∞lim

x→−∞f (x) = [ 12 · (−∞)3] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1

2 · (−x)3 + 4keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 1

2x3 + 4 = 0

12x

3 + 4 = 012x

3 + 4 = 0 /− 412x

3 = −4 / : 12

x3 =−412

x = 3√−8

x = −2Polynomdivision:(−2)

( 12x3 +4 ) : (x+ 2) = 1

2x2 − x+ 2

−( 12x3 +x2)

−x2 +4−(−x2 −2x)

2x +4−(2x +4)

0

1

2x2 − x+ 2 = 0

x1/2 =+1±

√(−1)

2 − 4 · 12 · 2

2 · 12

x1/2 =+1±

√−3

1Diskriminante negativ keine Lösungx1 = −2; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −2 < x

f(x) − 0 +

x ∈]− 2;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−2[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

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Page 131: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 1

1

2x2 = 0

x2 = 0 ⇒ x = 0x2 = 0; 2-fache Nullstellef ′′(0) = 4f ′′(0) = 0 ⇒Terrassenpukt:(0/4)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 0 < x

f ′(x) + 0 +

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]0;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 3x = 0x = 0 ⇒ x = 0x3 = 0; 1-fache Nullstellef ′′′(0) = 4f ′′′(0) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(0/4)• Kruemmung

x < 0 < xf ′′(x) − 0 +

x ∈]0;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞; 0[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achsekeine Fläche

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Page 132: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 12 · x3 + 4

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −167 1

2 73, 5 −21−6 1

2 −133 516 63, 4 −19 1

2

−6 −104 54 −18−5 1

2 −79 316 45, 4 −16 1

2

−5 −58 12 37, 5 −15

−4 12 −41 9

16 30, 4 −13 12

−4 −28 24 −12−3 1

2 −17 716 18, 4 −10 1

2

−3 −9 12 13, 5 −9

−2 12 −3 13

16 9, 38 −7 12

−2 0 6 −6−1 1

2 2 516 3, 38 −4 1

2

−1 3 12 1, 5 −3

− 12 3 15

16 0, 375 −1 12

0 4 0, 000153 2, 9 · 10−12

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 4 0, 000153 2, 9 · 10−12

12 4 1

16 0, 375 1 12

1 4 12 1, 5 3

1 12 5 11

16 3, 38 4 12

2 8 6 62 12 11 13

16 9, 38 7 12

3 17 12 13, 5 9

3 12 25 7

16 18, 4 10 12

4 36 24 124 12 49 9

16 30, 4 13 12

5 66 12 37, 5 15

5 12 87 3

16 45, 4 16 12

6 112 54 186 12 141 5

16 63, 4 19 12

7 175 12 73, 5 21

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Page 133: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (5)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = − 1

6x3 + 2x = − 1

6 (x+ 3, 46)x(x− 3, 46)f ′ (x) = − 1

2x2 + 2 = − 1

2 (x+ 2)(x− 2)f ′′ (x) = −x = −xf ′′′ (x) = −1F (x) =

∫(− 1

6x3 + 2x)dx = − 1

24x4 + x2 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3(− 1

6 +2

x2)

limx→∞

f (x) = [− 16 · ∞3] = −∞

limx→−∞

f (x) = [− 16 · (−∞)3] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = − 1

6 · (−x)3 + 2 · (−x)f (−x) = −

(− 1

6 · x3 + 2 · x)

f (−x) = −f (x) → Symmetrie zum Ursprung:

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = − 1

6x3 + 2x = 0

x(− 16x

2 + 2) = 0 ⇒ x = 0 ∨ − 16x

2 + 2 = 0− 1

6x2 + 2 = 0 /− 2

− 16x

2 = −2 / :(− 1

6

)x2 =

−2

− 16

x = ±√12

x1 = 3, 46 x2 = −3, 46x1 = −3, 46; 1-fache Nullstellex2 = 0; 1-fache Nullstellex3 = 3, 46; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −3, 46 < x < 0 < x < 3, 46 < x

f(x) + 0 − 0 + 0 −

x ∈]−∞;−3, 46[ ∪ ]0; 3, 46[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]− 3, 46; 0[ ∪ ]3, 46;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −1

2x2 + 2 = 0

− 1

2x2 + 2 = 0 /− 2

− 1

2x2 = −2 / :

(−1

2

)x2 =

−2

− 12

x = ±√4

x1 = 2 x2 = −2x4 = −2; 1-fache Nullstellex5 = 2; 1-fache Nullstelle

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Page 134: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

f ′′(−2) = 2 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(−2/− 22

3)

f ′′(2) = −2

f ′′(2) < 0 ⇒ Hochpunkt:(2/223)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −2 < x < 2 < x

f ′(x) − 0 + 0 −

x ∈]− 2; 2[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞;−2[ ∪ ]2;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = −x = 0x = 0 ⇒ x = 0x6 = 0; 1-fache Nullstellef ′′′(0) = 0f ′′′(0) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(0/0)• Kruemmung

x < 0 < xf ′′(x) + 0 −

x ∈]−∞; 0[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]0;∞[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 0

−3,46

(−1

6x3 + 2x

)dx =

[− 1

24x4 + x2

]0−3,46

=

(− 1

24· 04 + 1 · 02

)−(− 1

24· (−3, 46)4 + 1 · (−3, 46)2

)= (0)− (6) = −6

A =

∫ 3,46

0

(−1

6x3 + 2x

)dx =

[− 1

24x4 + x2

]3,460

=

(− 1

24· 3, 464 + 1 · 3, 462

)−(− 1

24· 04 + 1 · 02

)= (6)− (0) = 6

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Page 135: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = − 16 · x3 + 2 · x

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 43 1

6 −22, 5 7−6 1

2 32 3748 −19, 1 6 1

2

−6 24 −16 6−5 1

2 16 3548 −13, 1 5 1

2

−5 10 56 −10, 5 5

−4 12 6 3

16 −8, 13 4 12

−4 2 23 −6 4

−3 12

748 −4, 13 3 1

2

−3 −1 12 −2, 5 3

−2 12 −2 19

48 −1, 13 2 12

−2 −2 23 −5, 1 · 10−5 2

−1 12 −2 7

16 0, 875 1 12

−1 −1 56 1, 5 1

− 12 − 47

48 1, 87 12

0 0 2 0

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 2 012

4748 1, 87 − 1

2

1 1 56 1, 5 −1

1 12 2 7

16 0, 875 −1 12

2 2 23 −5, 1 · 10−5 −2

2 12 2 19

48 −1, 13 −2 12

3 1 12 −2, 5 −3

3 12 − 7

48 −4, 13 −3 12

4 −2 23 −6 −4

4 12 −6 3

16 −8, 13 −4 12

5 −10 56 −10, 5 −5

5 12 −16 35

48 −13, 1 −5 12

6 −24 −16 −66 12 −32 37

48 −19, 1 −6 12

7 −43 16 −22, 5 −7

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Page 136: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (6)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 1

2x3 − 3x2 + 5x = 1

2 (x2 − 6x+ 10)x

f ′ (x) = 1 12x

2 − 6x+ 5 = 1 12 (x− 1, 18)(x− 2, 82)

f ′′ (x) = 3x− 6 = 3(x− 2)f ′′′ (x) = 3F (x) =

∫( 12x

3 − 3x2 + 5x)dx = 18x

4 − x3 + 2 12x

2 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3( 12 − 3

x+

5

x2)

limx→∞

f (x) = [ 12 · ∞3] = ∞lim

x→−∞f (x) = [ 12 · (−∞)3] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1

2 · (−x)3 − 3 · (−x)2 + 5 · (−x)keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 1

2x3 − 3x2 + 5x = 0

x( 12x2 − 3x+ 5) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 1

2x2 − 3x+ 5 = 0

12x

2 − 3x+ 5 = 0

x1/2 =+3±

√(−3)

2 − 4 · 12 · 5

2 · 12

x1/2 =+3±

√−1

1Diskriminante negativ keine Lösungx1 = 0; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < 0 < x

f(x) − 0 +

x ∈]0;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞; 0[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 1

1

2x2 − 6x+ 5 = 0

11

2x2 − 6x+ 5 = 0

x1/2 =+6±

√(−6)

2 − 4 · 1 12 · 5

2 · 1 12

x1/2 =+6±

√6

3

x1/2 =6± 2, 45

3

x1 =6 + 2, 45

3x2 =

6− 2, 45

3x1 = 2, 82 x2 = 1, 18x2 = 1, 18; 1-fache Nullstelle

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

x3 = 2, 82; 1-fache Nullstellef ′′(1, 18) = −2, 45f ′′(1, 18) < 0 ⇒ Hochpunkt:(1, 18/2, 54)f ′′(2, 82) = 2, 45 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(2, 82/1, 46)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 1, 18 < x < 2, 82 < x

f ′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞; 1, 18[ ∪ ]2, 82;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]1, 18; 2, 82[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 3x− 6 = 0

3x− 6 = 0 / + 63x = 6 / : 3

x =6

3x = 2x4 = 2; 1-fache Nullstellef ′′′(2) = 2f ′′′(2) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(2/2)• Kruemmung

x < 2 < xf ′′(x) − 0 +

x ∈]2;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞; 2[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achsekeine Fläche

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 12 · x3 − 3 · x2 + 5 · x

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −353 1

2 121 −27−6 1

2 −296 916 107 −25 1

2

−6 −246 95 −24−5 1

2 −201 716 83, 4 −22 1

2

−5 −162 12 72, 5 −21

−4 12 −128 13

16 62, 4 −19 12

−4 −100 53 −18−3 1

2 −75 1116 44, 4 −16 1

2

−3 −55 12 36, 5 −15

−2 12 −39 1

16 29, 4 −13 12

−2 −26 23 −12−1 1

2 −15 1516 17, 4 −10 1

2

−1 −8 12 12, 5 −9

− 12 −3 5

16 8, 38 −7 12

0 0 5 −6

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 5 −612 1 13

16 2, 38 −4 12

1 2 12 0, 5 −3

1 12 2 7

16 −0, 625 −1 12

2 2 −1 −2, 9 · 10−12

2 12 1 9

16 −0, 625 1 12

3 1 12 0, 5 3

3 12 2 3

16 2, 38 4 12

4 4 5 64 12 7 5

16 8, 38 7 12

5 12 12 12, 5 9

5 12 19 15

16 17, 4 10 12

6 30 23 126 12 43 1

16 29, 4 13 12

7 59 12 36, 5 15

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (7)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = −x3 + 3x+ 2 = −(x+ 1)2(x− 2)f ′ (x) = −3x2 + 3 = −3(x+ 1)(x− 1)f ′′ (x) = −6x = −6xf ′′′ (x) = −6F (x) =

∫(−x3 + 3x+ 2)dx = − 1

4x4 + 1 1

2x2 + 2x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3(−1 +

3

x2+

2

x3)

limx→∞

f (x) = [−1 · ∞3] = −∞lim

x→−∞f (x) = [−1 · (−∞)3] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = −1 · (−x)3 + 3 · (−x) + 2keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = −x3 + 3x+ 2 = 0

− x3 + 3x+ 2 = 0

Nullstelle für Polynmomdivision erraten: − 1(−x3 +3x +2 ) : (x+ 1) = −x2 + x+ 2−(−x3 −x2)

x2 +3x +2−(x2 +x)

2x +2−(2x +2)

0

− x2 + x+ 2 = 0

x1/2 =−1±

√12 − 4 · (−1) · 22 · (−1)

x1/2 =−1±

√9

−2

x1/2 =−1± 3

−2

x1 =−1 + 3

−2x2 =

−1− 3

−2x1 = −1 x2 = 2x1 = −1; 2-fache Nullstellex2 = 2; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −1 < x < 2 < x

f(x) + 0 + 0 −

x ∈]−∞;−1[ ∪ ]− 1; 2[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]2;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

f ′(x) = −3x2 + 3 = 0

− 3x2 + 3 = 0 /− 3− 3x2 = −3 / : (−3)

x2 =−3

−3x = ±

√1

x1 = 1 x2 = −1x3 = −1; 1-fache Nullstellex4 = 1; 1-fache Nullstellef ′′(−1) = 6 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(−1/0)

f ′′(1) = −6f ′′(1) < 0 ⇒ Hochpunkt:(1/4)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −1 < x < 1 < x

f ′(x) − 0 + 0 −

x ∈]− 1; 1[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞;−1[ ∪ ]1;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = −6x = 0x = 0 ⇒ x = 0x5 = 0; 1-fache Nullstellef ′′′(0) = 2f ′′′(0) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(0/2)• Kruemmung

x < 0 < xf ′′(x) + 0 −

x ∈]−∞; 0[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]0;∞[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 2

−1

(−x3 + 3x+ 2

)dx =

[−1

4x4 + 1

1

2x2 + 2x

]2−1

=

(−1

4· 24 + 1

1

2· 22 + 2 · 2

)−(−1

4· (−1)4 + 1

1

2· (−1)2 + 2 · (−1)

)= (6)−

(−3

4

)= 6

3

4

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Page 141: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = −1 · x3 + 3 · x+ 2

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 324 −144 42−6 1

2 257 18 −124 39

−6 200 −105 36−5 1

2 151 78 −87, 8 33

−5 112 −72 30−4 1

2 79 58 −57, 8 27

−4 54 −45 24−3 1

2 34 38 −33, 8 21

−3 20 −24 18−2 1

2 10 18 −15, 8 15

−2 4 −9 12−1 1

278 −3, 75 9

−1 0 −0, 000306 6− 1

258 2, 25 3

0 2 3 0

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 2 3 012 3 3

8 2, 25 −31 4 −0, 000306 −61 12 3 1

8 −3, 75 −92 0 −9 −122 12 −6 1

8 −15, 8 −153 −16 −24 −183 12 −30 3

8 −33, 8 −214 −50 −45 −244 12 −75 5

8 −57, 8 −275 −108 −72 −305 12 −147 7

8 −87, 8 −336 −196 −105 −366 12 −253 1

8 −124 −397 −320 −144 −42

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Page 142: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (8)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = −x3 + 3x2 − 4 = −(x+ 1)(x− 2)2

f ′ (x) = −3x2 + 6x = −3x(x− 2)f ′′ (x) = −6x+ 6 = −6(x− 1)f ′′′ (x) = −6F (x) =

∫(−x3 + 3x2 − 4)dx = − 1

4x4 + x3 − 4x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3(−1 +

3

x− 4

x3)

limx→∞

f (x) = [−1 · ∞3] = −∞lim

x→−∞f (x) = [−1 · (−∞)3] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = −1 · (−x)3 + 3 · (−x)2 − 4keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = −x3 + 3x2 − 4 = 0

− x3 + 3x2 − 4 = 0

Nullstelle für Polynmomdivision erraten: − 1(−x3 +3x2 −4 ) : (x+ 1) = −x2 + 4x− 4−(−x3 −x2)

4x2 −4−(4x2 +4x)

−4x −4−(−4x −4)

0

− x2 + 4x− 4 = 0

x1/2 =−4±

√42 − 4 · (−1) · (−4)

2 · (−1)

x1/2 =−4±

√0

−2

x1/2 =−4± 0

−2

x1 =−4 + 0

−2x2 =

−4− 0

−2x1 = 2 x2 = 2x1 = −1; 1-fache Nullstellex2 = 2; 2-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −1 < x < 2 < x

f(x) + 0 − 0 −

x ∈]−∞;−1[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]− 1; 2[ ∪ ]2;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:

Unterstützen Sie meine Arbeit durch eine Spende. 142 https://fersch.de

Page 143: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

f ′(x) = −3x2 + 6x = 0x(−3x+ 6) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −3x+ 6 = 0− 3x+ 6 = 0 /− 6− 3x = −6 / : (−3)

x =−6

−3x = 2x3 = 0; 1-fache Nullstellex4 = 2; 1-fache Nullstellef ′′(0) = 6 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(0/− 4)

f ′′(2) = −6f ′′(2) < 0 ⇒ Hochpunkt:(2/0)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 0 < x < 2 < x

f ′(x) − 0 + 0 −

x ∈]0; 2[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]2;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = −6x+ 6 = 0

− 6x+ 6 = 0 /− 6− 6x = −6 / : (−6)

x =−6

−6x = 1x5 = 1; 1-fache Nullstellef ′′′(1) = −2f ′′′(1) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(1/− 2)• Kruemmung

x < 1 < xf ′′(x) + 0 −

x ∈]−∞; 1[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]1;∞[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 2

−1

(−x3 + 3x2 − 4

)dx =

[−1

4x4 + x3 − 4x

]2−1

=

(−1

4· 24 + 1 · 23 − 4 · 2

)−(−1

4· (−1)4 + 1 · (−1)3 − 4 · (−1)

)= (−4)−

(23

4

)= −6

3

4

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Page 144: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = −1 · x3 + 3 · x2 − 4

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 486 −189 48−6 1

2 397 38 −166 45

−6 320 −144 42−5 1

2 253 18 −124 39

−5 196 −105 36−4 1

2 147 78 −87, 8 33

−4 108 −72 30−3 1

2 75 58 −57, 8 27

−3 50 −45 24−2 1

2 30 38 −33, 8 21

−2 16 −24 18−1 1

2 6 18 −15, 8 15

−1 0 −9 12− 1

2 −3 18 −3, 75 9

0 −4 −0, 000306 6

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 −4 −0, 000306 612 −3 3

8 2, 25 31 −2 3 −1, 45 · 10−12

1 12 − 5

8 2, 25 −32 0 −0, 000306 −62 12 − 7

8 −3, 75 −93 −4 −9 −123 12 −10 1

8 −15, 8 −154 −20 −24 −184 12 −34 3

8 −33, 8 −215 −54 −45 −245 12 −79 5

8 −57, 8 −276 −112 −72 −306 12 −151 7

8 −87, 8 −337 −200 −105 −36

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Page 145: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (9)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 4x3 + 5x2 − 6x = 4(x+ 2)x(x− 3

4 )f ′ (x) = 12x2 + 10x− 6 = 12(x+ 1, 24)(x− 0, 404)f ′′ (x) = 24x+ 10 = 24(x+ 5

12 )f ′′′ (x) = 24F (x) =

∫(4x3 + 5x2 − 6x)dx = x4 + 1 2

3x3 − 3x2 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3(4 +

5

x− 6

x2)

limx→∞

f (x) = [4 · ∞3] = ∞lim

x→−∞f (x) = [4 · (−∞)3] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 4 · (−x)3 + 5 · (−x)2 − 6 · (−x)keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 4x3 + 5x2 − 6x = 0x(4x2 + 5x− 6) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 4x2 + 5x− 6 = 0

4x2 + 5x− 6 = 0

x1/2 =−5±

√52 − 4 · 4 · (−6)

2 · 4x1/2 =

−5±√121

8

x1/2 =−5± 11

8

x1 =−5 + 11

8x2 =

−5− 11

8

x1 =3

4x2 = −2

x1 = −2; 1-fache Nullstellex2 = 0; 1-fache Nullstelle

x3 =3

4; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −2 < x < 0 < x < 3

4 < xf(x) − 0 + 0 − 0 +

x ∈]− 2; 0[ ∪ ]3

4;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−2[ ∪ ]0;3

4[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 12x2 + 10x− 6 = 0

12x2 + 10x− 6 = 0

x1/2 =−10±

√102 − 4 · 12 · (−6)

2 · 12x1/2 =

−10±√388

24

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Page 146: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

x1/2 =−10± 19, 7

24

x1 =−10 + 19, 7

24x2 =

−10− 19, 7

24x1 = 0, 404 x2 = −1, 24x4 = −1, 24; 1-fache Nullstellex5 = 0, 404; 1-fache Nullstellef ′′(−1, 24) = −19, 7f ′′(−1, 24) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−1, 24/7, 5)

f ′′(0, 404) = 19, 7 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(0, 404/− 1, 34)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −1, 24 < x < 0, 404 < x

f ′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−1, 24[ ∪ ]0, 404;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]− 1, 24; 0, 404[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 24x+ 10 = 0

24x+ 10 = 0 /− 1024x = −10 / : 24

x =−10

24

x = − 5

12

x6 = − 5

12; 1-fache Nullstelle

f ′′′(− 5

12) = 3, 08

f ′′′(− 5

12) ̸= 0 ⇒

Wendepunkt:(− 5

12/3, 08)

• Kruemmungx < − 5

12 < xf ′′(x) − 0 +

x ∈]− 5

12;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞;− 5

12[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 0

−2

(4x3 + 5x2 − 6x

)dx =

[x4 + 1

2

3x3 − 3x2

]0−2

=

(1 · 04 + 1

2

3· 03 − 3 · 02

)−(1 · (−2)4 + 1

2

3· (−2)3 − 3 · (−2)2

)= (0)−

(−9

1

3

)= 9

1

3

A =

∫ 34

0

(4x3 + 5x2 − 6x

)dx =

[x4 + 1

2

3x3 − 3x2

] 34

0

=

(1 · 3

4

4

+ 12

3· 34

3

− 3 · 34

2)−(1 · 04 + 1

2

3· 03 − 3 · 02

)= (−0, 668)− (0) = −0, 668

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 4 · x3 + 5 · x2 − 6 · x

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −1, 09 · 103 512 −158−6 1

2 −848 14 436 −146

−6 −648 366 −134−5 1

2 −481 14 302 −122

−5 −345 244 −110−4 1

2 −236 14 192 −98

−4 −152 146 −86−3 1

2 −89 14 106 −74

−3 −45 72 −62−2 1

2 −16 14 44 −50

−2 0 22 −38−1 1

2 6 34 6 −26

−1 7 −4 −14− 1

2 3 34 −8 −2

0 0 −6 10

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 −6 1012 −1 1

4 2 221 3 16 341 12 15 3

4 36 462 40 62 582 12 78 3

4 94 703 135 132 823 12 211 3

4 176 944 312 226 1064 12 438 3

4 282 1185 595 344 1305 12 783 3

4 412 1426 1, 01 · 103 486 1546 12 1270 3

4 566 1667 1, 58 · 103 652 178

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (10)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = − 1

2x3 − 1

2x2 + 4x+ 6 = − 1

2 (x+ 2)2(x− 3)f ′ (x) = −1 1

2x2 − x+ 4 = −1 1

2 (x+ 2)(x− 1 13 )

f ′′ (x) = −3x− 1 = −3(x+ 13 )

f ′′′ (x) = −3F (x) =

∫(− 1

2x3 − 1

2x2 + 4x+ 6)dx = − 1

8x4 − 1

6x3 + 2x2 + 6x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3(− 1

2 −12

x+

4

x2+

6

x3)

limx→∞

f (x) = [− 12 · ∞3] = −∞

limx→−∞

f (x) = [− 12 · (−∞)3] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = − 1

2 · (−x)3 − 12 · (−x)2 + 4 · (−x) + 6

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = − 1

2x3 − 1

2x2 + 4x+ 6 = 0

− 12x

3 − 12x

2 + 4x+ 6 = 0

Nullstelle für Polynmomdivision erraten: − 2(− 1

2x3 − 1

2x2 +4x +6 ) : (x+ 2) = − 1

2x2 + 1

2x+ 3

−(− 12x3 −x2)

12x2 +4x +6

−( 12x2 +x)

3x +6−(3x +6)

0

− 12x

2 + 12x+ 3 = 0

x1/2 =− 1

2 ±√(

12

)2 − 4 ·(− 1

2

)· 3

2 ·(− 1

2

)x1/2 =

− 12 ±

√6 14

−1

x1/2 =− 1

2 ± 2 12

−1

x1 =− 1

2 + 2 12

−1x2 =

− 12 − 2 1

2

−1x1 = −2 x2 = 3x1 = −2; 2-fache Nullstellex2 = 3; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −2 < x < 3 < x

f(x) + 0 + 0 −

x ∈]−∞;−2[ ∪ ]− 2; 3[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]3;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −1

1

2x2 − x+ 4 = 0

− 11

2x2 − x+ 4 = 0

x1/2 =+1±

√(−1)

2 − 4 ·(−1 1

2

)· 4

2 ·(−1 1

2

)x1/2 =

+1±√25

−3

x1/2 =1± 5

−3

x1 =1 + 5

−3x2 =

1− 5

−3

x1 = −2 x2 = 11

3x3 = −2; 1-fache Nullstelle

x4 = 11

3; 1-fache Nullstelle

f ′′(−2) = 5 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(−2/0)

f ′′(11

3) = −5

f ′′(11

3) < 0 ⇒ Hochpunkt:(11

3/9

7

27)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −2 < x < 1 1

3 < xf ′(x) − 0 + 0 −

x ∈]− 2; 11

3[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞;−2[ ∪ ]11

3;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = −3x− 1 = 0

− 3x− 1 = 0 / + 1− 3x = 1 / : (−3)

x =1

−3

x = −1

3

x5 = −1

3; 1-fache Nullstelle

f ′′′(−1

3) = 4

17

27

f ′′′(−1

3) ̸= 0 ⇒

Wendepunkt:(−1

3/4

17

27)

• Kruemmungx < − 1

3 < xf ′′(x) + 0 −

x ∈]−∞;−1

3[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]− 1

3;∞[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 3

−2

(−1

2x3 − 1

2x2 + 4x+ 6

)dx =

[−1

8x4 − 1

6x3 + 2x2 + 6x

]3−2

=

(−1

8· 34 − 1

6· 33 + 2 · 32 + 6 · 3

)−(−1

8· (−2)4 − 1

6· (−2)3 + 2 · (−2)2 + 6 · (−2)

)=

(21

3

8

)−(−4

2

3

)= 26

1

24

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = − 12 · x3 − 1

2 · x2 + 4 · x+ 6

Ableitung von f(x)

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Page 151: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 125 −62, 5 20−6 1

2 96 316 −52, 9 18 1

2

−6 72 −44 17−5 1

2 52 116 −35, 9 15 1

2

−5 36 −28, 5 14−4 1

2 23 716 −21, 9 12 1

2

−4 14 −16 11−3 1

2 7 516 −10, 9 9 1

2

−3 3 −6, 5 8−2 1

21116 −2, 88 6 1

2

−2 0 −0, 000153 5−1 1

2916 2, 12 3 1

2

−1 2 3, 5 2− 1

2 3 1516 4, 12 1

2

0 6 4 −1

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 6 4 −112 7 13

16 3, 12 −2 12

1 9 1, 5 −41 12 9 3

16 −0, 875 −5 12

2 8 −4 −72 12 5 1

16 −7, 88 −8 12

3 0 −12, 5 −103 12 −7 9

16 −17, 9 −11 12

4 −18 −24 −134 12 −31 11

16 −30, 9 −14 12

5 −49 −38, 5 −165 12 −70 5

16 −46, 9 −17 12

6 −96 −56 −196 12 −126 7

16 −65, 9 −20 12

7 −162 −76, 5 −22

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Page 152: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (11)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = x3 − 4x2 + 3x = x(x− 1)(x− 3)f ′ (x) = 3x2 − 8x+ 3 = 3(x− 0, 451)(x− 2, 22)f ′′ (x) = 6x− 8 = 6(x− 1 1

3 )f ′′′ (x) = 6F (x) =

∫(x3 − 4x2 + 3x)dx = 1

4x4 − 1 1

3x3 + 1 1

2x2 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3(1− 4

x+

3

x2)

limx→∞

f (x) = [1 · ∞3] = ∞lim

x→−∞f (x) = [1 · (−∞)3] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1 · (−x)3 − 4 · (−x)2 + 3 · (−x)keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = x3 − 4x2 + 3x = 0x(x2 − 4x+ 3) = 0 ⇒ x = 0 ∨ x2 − 4x+ 3 = 0

1x2 − 4x+ 3 = 0

x1/2 =+4±

√(−4)

2 − 4 · 1 · 32 · 1

x1/2 =+4±

√4

2

x1/2 =4± 2

2

x1 =4 + 2

2x2 =

4− 2

2x1 = 3 x2 = 1x1 = 0; 1-fache Nullstellex2 = 1; 1-fache Nullstellex3 = 3; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < 0 < x < 1 < x < 3 < x

f(x) − 0 + 0 − 0 +

x ∈]0; 1[ ∪ ]3;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]1; 3[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 3x2 − 8x+ 3 = 0

3x2 − 8x+ 3 = 0

x1/2 =+8±

√(−8)

2 − 4 · 3 · 32 · 3

x1/2 =+8±

√28

6

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Page 153: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

x1/2 =8± 5, 29

6

x1 =8 + 5, 29

6x2 =

8− 5, 29

6x1 = 2, 22 x2 = 0, 451x4 = 0, 451; 1-fache Nullstellex5 = 2, 22; 1-fache Nullstellef ′′(0, 451) = −5, 29f ′′(0, 451) < 0 ⇒ Hochpunkt:(0, 451/0, 631)f ′′(2, 22) = 5, 29 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(2, 22/− 2, 11)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 0, 451 < x < 2, 22 < x

f ′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞; 0, 451[ ∪ ]2, 22;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]0, 451; 2, 22[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 6x− 8 = 0

6x− 8 = 0 / + 86x = 8 / : 6

x =8

6

x = 11

3

x6 = 11

3; 1-fache Nullstelle

f ′′′(11

3) = −20

27

f ′′′(11

3) ̸= 0 ⇒

Wendepunkt:(113/− 20

27)

• Kruemmungx < 1 1

3 < xf ′′(x) − 0 +

x ∈]113;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞; 11

3[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 1

0

(x3 − 4x2 + 3x

)dx =

[1

4x4 − 1

1

3x3 + 1

1

2x2

]10

=

(1

4· 14 − 1

1

3· 13 + 1

1

2· 12

)−(1

4· 04 − 1

1

3· 03 + 1

1

2· 02

)=

(5

12

)− (0) =

5

12

A =

∫ 3

1

(x3 − 4x2 + 3x

)dx =

[1

4x4 − 1

1

3x3 + 1

1

2x2

]31

=

(1

4· 34 − 1

1

3· 33 + 1

1

2· 32

)−(1

4· 14 − 1

1

3· 13 + 1

1

2· 12

)=

(−2

1

4

)−

(5

12

)= −2

2

3

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Page 154: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 1 · x3 − 4 · x2 + 3 · x

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −560 206 −50−6 1

2 −463 18 182 −47

−6 −378 159 −44−5 1

2 −303 78 138 −41

−5 −240 118 −38−4 1

2 −185 58 99, 8 −35

−4 −140 83 −32−3 1

2 −102 38 67, 8 −29

−3 −72 54 −26−2 1

2 −48 18 41, 8 −23

−2 −30 31 −20−1 1

2 −16 78 21, 8 −17

−1 −8 14 −14− 1

2 −2 58 7, 75 −11

0 0 3 −8

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 3 −812

58 −0, 25 −5

1 0 −2 −21 12 −1 1

8 −2, 25 12 −2 −1 42 12 −1 7

8 1, 75 73 0 6 103 12 4 3

8 11, 8 134 12 19 164 12 23 5

8 27, 8 195 40 38 225 12 61 7

8 49, 8 256 90 63 286 12 125 1

8 77, 8 317 168 94 34

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (12)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = − 27

55x3 − 54

55x2 + 5 2

5x+ 5 4955 = − 27

55 (x+ 4)(x+ 1)(x− 3)f ′ (x) = −1 26

55x2 − 1 53

55x+ 5 25 = −1 26

55 (x+ 2, 69)(x− 1, 36)f ′′ (x) = −2 52

55x− 1 5355 = −2 52

55 (x+ 23 )

f ′′′ (x) = −2 5255

F (x) =∫(− 27

55x3 − 54

55x2 + 5 2

5x+ 5 4955 )dx = −0, 123x4 − 18

55x3 + 2 7

10x2 + 5 49

55x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3(− 27

55 −5455

x+

5 25

x2+

5 4955

x3)

limx→∞

f (x) = [− 2755 · ∞3] = −∞

limx→−∞

f (x) = [− 2755 · (−∞)3] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = − 27

55 · (−x)3 − 5455 · (−x)2 + 5 2

5 · (−x) + 5 4955

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = − 27

55x3 − 54

55x2 + 5 2

5x+ 5 4955 = 0

− 2755x

3 − 5455x

2 + 5 25x+ 5 49

55 = 0

NumerischeSuche :x1 = −4; 1-fache Nullstellex2 = −1; 1-fache Nullstellex3 = 3; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −4 < x < −1 < x < 3 < x

f(x) + 0 − 0 + 0 −

x ∈]−∞;−4[ ∪ ]− 1; 3[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]− 4;−1[ ∪ ]3;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −1 26

55x2 − 1 53

55x+ 5 25 = 0

− 1 2655x

2 − 1 5355x+ 5 2

5 = 0

x1/2 =+1 53

55 ±√(

−1 5355

)2 − 4 ·(−1 26

55

)· 5 2

5

2 ·(−1 26

55

)x1/2 =

+1 5355 ±

√35, 7

−2 5255

x1/2 =1 5355 ± 5, 97

−2 5255

x1 =1 5355 + 5, 97

−2 5255

x2 =1 5355 − 5, 97

−2 5255

x1 = −2, 69 x2 = 1, 36x4 = −2, 69; 1-fache Nullstellex5 = 1, 36; 1-fache Nullstelle

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Page 156: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

f ′′(−2, 69) = 5, 97 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(−2, 69/− 6, 18)

f ′′(1, 36) = −5, 97f ′′(1, 36) < 0 ⇒ Hochpunkt:(1, 36/10, 2)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −2, 69 < x < 1, 36 < x

f ′(x) − 0 + 0 −

x ∈]− 2, 69; 1, 36[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞;−2, 69[ ∪ ]1, 36;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = −2

52

55x− 1

53

55= 0

− 252

55x− 1

53

55= 0 / + 1

53

55

− 252

55x = 1

53

55/ :

(−2

52

55

)x =

1 5355

−2 5255

x = −2

3

x6 = −2

3; 1-fache Nullstelle

f ′′′(−2

3) = 2

f ′′′(−2

3) ̸= 0 ⇒

Wendepunkt:(−2

3/2)

• Kruemmungx < − 2

3 < xf ′′(x) + 0 −

x ∈]−∞;−2

3[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]− 2

3;∞[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ −1

−4

(−27

55x3 − 54

55x2 + 5

2

5x+ 5

49

55

)dx =

[−0, 123x4 − 18

55x3 + 2

7

10x2 + 5

49

55x

]−1

−4

=

(−0, 123 · (−1)4 − 18

55· (−1)3 + 2

7

10· (−1)2 + 5

49

55· (−1)

)−

(−0, 123 · (−4)4 − 18

55· (−4)3 + 2

7

10· (−4)2 + 5

49

55· (−4)

)= (−2, 99)−

(99

55

)= −12

3

20

A =

∫ 3

−1

(−27

55x3 − 54

55x2 + 5

2

5x+ 5

49

55

)dx =

[−0, 123x4 − 18

55x3 + 2

7

10x2 + 5

49

55x

]3−1

=

(−0, 123 · 34 − 18

55· 33 + 2

7

10· 32 + 5

49

55· 3)−(−0, 123 · (−1)4 − 18

55· (−1)3 + 2

7

10· (−1)2 + 5

49

55· (−1)

)= (23, 2)− (−2, 99) = 26

2

11

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Page 157: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = − 2755 · x3 − 54

55 · x2 + 5 25 · x+ 5 49

55

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 88 4

11 −53 18 3655

−6 12 64 1

8 −44, 1 17 211

−6 44 211 −35, 8 15 39

55

−5 12 28, 2 −28, 4 14 13

55

−5 15 3955 −21, 6 12 42

55

−4 12 6 39

88 −15, 6 11 1655

−4 8, 88 · 10−16 −10, 3 9 911

−3 12 −3 87

88 −5, 77 8 1955

−3 −5 4955 −1, 96 6 48

55

−2 12 −6 3

40 1, 1 5 25

−2 −4 1011 3, 44 3 51

55

−1 12 −2 67

88 5, 03 2 511

−1 −1, 78 · 10−15 5, 89 5455

− 12 3, 01 6, 01 − 27

55

0 5 4955 5, 4 −1 53

55

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 5 49

55 5, 4 −1 5355

12 8 25

88 4, 05 −3 2455

1 9 911 1, 96 −4 10

11

1 12 10 1

8 −0, 859 −6 2155

2 8 4655 −4, 42 −7 47

55

2 12 5, 58 −8, 71 −9 18

55

3 −8, 88 · 10−16 −13, 7 −10 45

3 12 −8 25

88 −19, 5 −12 311

4 −19 711 −26 −13 41

55

4 12 −34 17

40 −33, 3 −15 1255

5 −53 155 −41, 2 −16 38

55

5 12 −75 69

88 −50 −18 955

6 −103 111 −59, 4 −19 7

11

6 12 −135 27

88 −69, 6 −21 655

7 −172 45 −80, 5 −22 32

55

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (13)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 1

10x3 + 3

10x2 − 1 3

5x− 4 45 = 1

10 (x+ 4)(x+ 3)(x− 4)f ′ (x) = 3

10x2 + 3

5x− 1 35 = 3

10 (x+ 3, 52)(x− 1, 52)f ′′ (x) = 3

5x+ 35 = 3

5 (x+ 1)f ′′′ (x) = 3

5F (x) =

∫( 110x

3 + 310x

2 − 1 35x− 4 4

5 )dx = 140x

4 + 110x

3 − 45x

2 − 4 45x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3( 1

10 +310

x−

1 35

x2−

4 45

x3)

limx→∞

f (x) = [ 110 · ∞3] = ∞

limx→−∞

f (x) = [ 110 · (−∞)3] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1

10 · (−x)3 + 310 · (−x)2 − 1 3

5 · (−x)− 4 45

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 1

10x3 + 3

10x2 − 1 3

5x− 4 45 = 0

110x

3 + 310x

2 − 1 35x− 4 4

5 = 0

Nullstelle für Polynmomdivision erraten: − 3( 110x3 + 3

10x2 −1 3

5x −4 4

5) : (x+ 3) = 1

10x2 − 5, 55 · 10−17x− 1 3

5

−( 110x3 + 3

10x2)

−5, 55 · 10−17x2 −1 35x −4 4

5

−(−5, 55 · 10−17x2 −1, 67 · 10−16x)

−1 35x −4 4

5

−(−1 35x −4 4

5)

0

110x

2 − 5, 55 · 10−17x− 1 35 = 0

x1/2 =+5, 55 · 10−17 ±

√(−5, 55 · 10−17)

2 − 4 · 110 ·

(−1 3

5

)2 · 1

10

x1/2 =+5, 55 · 10−17 ±

√1625

15

x1/2 =5, 55 · 10−17 ± 4

515

x1 =5, 55 · 10−17 + 4

515

x2 =5, 55 · 10−17 − 4

515

x1 = 4 x2 = −4x1 = −4; 1-fache Nullstellex2 = −3; 1-fache Nullstellex3 = 4; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −4 < x < −3 < x < 4 < x

f(x) − 0 + 0 − 0 +

x ∈]− 4;−3[ ∪ ]4;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

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Page 159: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

x ∈]−∞;−4[ ∪ ]− 3; 4[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) =

3

10x2 +

3

5x− 1

3

5= 0

3

10x2 +

3

5x− 1

3

5= 0

x1/2 =− 3

5 ±√(

35

)2 − 4 · 310 ·

(−1 3

5

)2 · 3

10

x1/2 =− 3

5 ±√2 725

35

x1/2 =− 3

5 ± 1, 5135

x1 =− 3

5 + 1, 5135

x2 =− 3

5 − 1, 5135

x1 = 1, 52 x2 = −3, 52x4 = −3, 52; 1-fache Nullstellex5 = 1, 52; 1-fache Nullstellef ′′(−3, 52) = −1, 51f ′′(−3, 52) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−3, 52/0, 188)

f ′′(1, 52) = 1, 51 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(1, 52/− 6, 19)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −3, 52 < x < 1, 52 < x

f ′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−3, 52[ ∪ ]1, 52;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]− 3, 52; 1, 52[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) =

3

5x+

3

5= 0

3

5x+

3

5= 0 /− 3

53

5x = −3

5/ :

3

5

x =− 3

535

x = −1x6 = −1; 1-fache Nullstellef ′′′(−1) = −3f ′′′(−1) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(−1/− 3)• Kruemmung

x < −1 < xf ′′(x) − 0 +

x ∈]− 1;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞;−1[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

A =

∫ −3

−4

(1

10x3 +

3

10x2 − 1

3

5x− 4

4

5

)dx =

[1

40x4 +

1

10x3 − 4

5x2 − 4

4

5x

]−3

−4

=

(1

40· (−3)4 +

1

10· (−3)3 − 4

5· (−3)2 − 4

4

5· (−3)

)−(

1

40· (−4)4 +

1

10· (−4)3 − 4

5· (−4)2 − 4

4

5· (−4)

)=

(621

40

)−(62

5

)=

1

8

A =

∫ 4

−3

(1

10x3 +

3

10x2 − 1

3

5x− 4

4

5

)dx =

[1

40x4 +

1

10x3 − 4

5x2 − 4

4

5x

]4−3

=

(1

40· 44 + 1

10· 43 − 4

5· 42 − 4

4

5· 4)−(

1

40· (−3)4 +

1

10· (−3)3 − 4

5· (−3)2 − 4

4

5· (−3)

)=

(−19

1

5

)−(621

40

)= −25

29

40

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 110 · x3 + 3

10 · x2 − 1 35 · x− 4 4

5

Ableitung von f(x)

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −13 1

5 8, 9 −3 35

−6 12 −9 3

16 7, 18 −3 310

−6 −6 5, 6 −3−5 1

2 −3 916 4, 18 −2 7

10

−5 −1 45 2, 9 −2 2

5

−4 12 − 51

80 1, 78 −2 110

−4 −8, 88 · 10−16 0, 8 −1 45

−3 12

316 −0, 025 −1 1

2

−3 0 −0, 7 −1 15

−2 12 − 39

80 −1, 22 − 910

−2 −1 15 −1, 6 − 3

5

−1 12 −2 1

16 −1, 82 − 310

−1 −3 −1, 9 0− 1

2 −3 1516 −1, 82 3

10

0 −4 45 −1, 6 3

5

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 −4 4

5 −1, 6 35

12 −5 41

80 −1, 22 910

1 −6 −0, 7 1 15

1 12 −6 3

16 −0, 025 1 12

2 −6 0, 8 1 45

2 12 −5 29

80 1, 78 2 110

3 −4 15 2, 9 2 2

5

3 12 −2 7

16 4, 18 2 710

4 0 5, 6 34 12 3 3

16 7, 18 3 310

5 7 15 8, 9 3 3

5

5 12 12 9

80 10, 8 3 910

6 18 12, 8 4 15

6 12 24 15

16 15 4 12

7 33 17, 3 4 45

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Page 162: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (14)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 1

2x3 − 2x2 − 1

2x+ 2 = 12 (x+ 1)(x− 1)(x− 4)

f ′ (x) = 1 12x

2 − 4x− 12 = 1 1

2 (x+ 0, 12)(x− 2, 79)f ′′ (x) = 3x− 4 = 3(x− 1 1

3 )f ′′′ (x) = 3F (x) =

∫( 12x

3 − 2x2 − 12x+ 2)dx = 1

8x4 − 2

3x3 − 1

4x2 + 2x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3( 12 − 2

x−

12

x2+

2

x3)

limx→∞

f (x) = [ 12 · ∞3] = ∞lim

x→−∞f (x) = [ 12 · (−∞)3] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1

2 · (−x)3 − 2 · (−x)2 − 12 · (−x) + 2

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 1

2x3 − 2x2 − 1

2x+ 2 = 0

12x

3 − 2x2 − 12x+ 2 = 0

Nullstelle für Polynmomdivision erraten:1( 12x3 −2x2 − 1

2x +2 ) : (x− 1) = 1

2x2 − 1 1

2x− 2

−( 12x3 − 1

2x2)

−1 12x2 − 1

2x +2

−(−1 12x2 +1 1

2x)

−2x +2−(−2x +2)

0

12x

2 − 1 12x− 2 = 0

x1/2 =+1 1

2 ±√(

−1 12

)2 − 4 · 12 · (−2)

2 · 12

x1/2 =+1 1

2 ±√6 14

1

x1/2 =1 12 ± 2 1

2

1

x1 =1 12 + 2 1

2

1x2 =

1 12 − 2 1

2

1x1 = 4 x2 = −1x1 = −1; 1-fache Nullstellex2 = 1; 1-fache Nullstellex3 = 4; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −1 < x < 1 < x < 4 < x

f(x) − 0 + 0 − 0 +

x ∈]− 1; 1[ ∪ ]4;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

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Page 163: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

x ∈]−∞;−1[ ∪ ]1; 4[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 1

1

2x2 − 4x− 1

2= 0

11

2x2 − 4x− 1

2= 0

x1/2 =+4±

√(−4)

2 − 4 · 1 12 ·

(− 1

2

)2 · 1 1

2

x1/2 =+4±

√19

3

x1/2 =4± 4, 36

3

x1 =4 + 4, 36

3x2 =

4− 4, 36

3x1 = 2, 79 x2 = −0, 12x4 = −0, 12; 1-fache Nullstellex5 = 2, 79; 1-fache Nullstellef ′′(−0, 12) = −4, 36f ′′(−0, 12) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−0, 12/2, 03)

f ′′(2, 79) = 4, 36 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(2, 79/− 4, 1)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −0, 12 < x < 2, 79 < x

f ′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−0, 12[ ∪ ]2, 79;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]− 0, 12; 2, 79[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 3x− 4 = 0

3x− 4 = 0 / + 43x = 4 / : 3

x =4

3

x = 11

3

x6 = 11

3; 1-fache Nullstelle

f ′′′(11

3) = −1

1

27

f ′′′(11

3) ̸= 0 ⇒

Wendepunkt:(113/− 1

1

27)

• Kruemmungx < 1 1

3 < xf ′′(x) − 0 +

x ∈]113;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞; 11

3[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

A =

∫ 1

−1

(1

2x3 − 2x2 − 1

2x+ 2

)dx =

[1

8x4 − 2

3x3 − 1

4x2 + 2x

]1−1

=

(1

8· 14 − 2

3· 13 − 1

4· 12 + 2 · 1

)−(1

8· (−1)4 − 2

3· (−1)3 − 1

4· (−1)2 + 2 · (−1)

)=

(15

24

)−(−1

11

24

)= 2

2

3

A =

∫ 4

1

(1

2x3 − 2x2 − 1

2x+ 2

)dx =

[1

8x4 − 2

3x3 − 1

4x2 + 2x

]41

=

(1

8· 44 − 2

3· 43 − 1

4· 42 + 2 · 4

)−(1

8· 14 − 2

3· 13 − 1

4· 12 + 2 · 1

)=

(−6

2

3

)−

(15

24

)= −7

7

8

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 12 · x3 − 2 · x2 − 1

2 · x+ 2

Ableitung von f(x)

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −264 101 −25−6 1

2 −216 916 88, 9 −23 1

2

−6 −175 77, 5 −22−5 1

2 −138 1516 66, 9 −20 1

2

−5 −108 57 −19−4 1

2 −81 1316 47, 9 −17 1

2

−4 −60 39, 5 −16−3 1

2 −42 316 31, 9 −14 1

2

−3 −28 25 −13−2 1

2 −17 116 18, 9 −11 1

2

−2 −9 13, 5 −10−1 1

2 −3 716 8, 88 −8 1

2

−1 0 5 −7− 1

2 1 1116 1, 88 −5 1

2

0 2 −0, 5 −4

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 2 −0, 5 −412 1 5

16 −2, 12 −2 12

1 0 −3 −11 12 −1 9

16 −3, 12 12

2 −3 −2, 5 22 12 −3 15

16 −1, 12 3 12

3 −4 1 53 12 −2 13

16 3, 88 6 12

4 0 7, 5 84 12 4 13

16 11, 9 9 12

5 12 17 115 12 21 15

16 22, 9 12 12

6 35 29, 5 146 12 51 9

16 36, 9 15 12

7 72 45 17

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (15)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 1

2x3 + x2 − x = 1

2 (x+ 2, 73)x(x− 0, 732)f ′ (x) = 1 1

2x2 + 2x− 1 = 1 1

2 (x+ 1, 72)(x− 0, 387)f ′′ (x) = 3x+ 2 = 3(x+ 2

3 )f ′′′ (x) = 3F (x) =

∫( 12x

3 + x2 − x)dx = 18x

4 + 13x

3 − 12x

2 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3( 12 + x− 1

x2)

limx→∞

f (x) = [ 12 · ∞3] = ∞lim

x→−∞f (x) = [ 12 · (−∞)3] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1

2 · (−x)3 + 1 · (−x)2 − 1 · (−x)keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 1

2x3 + x2 − x = 0

x( 12x2 + x− 1) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 1

2x2 + x− 1 = 0

12x

2 + x− 1 = 0

x1/2 =−1±

√12 − 4 · 1

2 · (−1)

2 · 12

x1/2 =−1±

√3

1

x1/2 =−1± 1, 73

1

x1 =−1 + 1, 73

1x2 =

−1− 1, 73

1x1 = 0, 732 x2 = −2, 73x1 = −2, 73; 1-fache Nullstellex2 = 0; 1-fache Nullstellex3 = 0, 732; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −2, 73 < x < 0 < x < 0, 732 < x

f(x) − 0 + 0 − 0 +

x ∈]− 2, 73; 0[ ∪ ]0, 732;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−2, 73[ ∪ ]0; 0, 732[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 1

1

2x2 + 2x− 1 = 0

11

2x2 + 2x− 1 = 0

x1/2 =−2±

√22 − 4 · 1 1

2 · (−1)

2 · 1 12

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

x1/2 =−2±

√10

3

x1/2 =−2± 3, 16

3

x1 =−2 + 3, 16

3x2 =

−2− 3, 16

3x1 = 0, 387 x2 = −1, 72x4 = −1, 72; 1-fache Nullstellex5 = 0, 387; 1-fache Nullstellef ′′(−1, 72) = −3, 16f ′′(−1, 72) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−1, 72/2, 13)

f ′′(0, 387) = 3, 16 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(0, 387/− 0, 208)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −1, 72 < x < 0, 387 < x

f ′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−1, 72[ ∪ ]0, 387;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]− 1, 72; 0, 387[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 3x+ 2 = 0

3x+ 2 = 0 /− 23x = −2 / : 3

x =−2

3

x = −2

3

x6 = −2

3; 1-fache Nullstelle

f ′′′(−2

3) =

26

27

f ′′′(−2

3) ̸= 0 ⇒

Wendepunkt:(−2

3/26

27)

• Kruemmungx < − 2

3 < xf ′′(x) − 0 +

x ∈]− 2

3;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞;−2

3[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 0

−2,73

(1

2x3 + x2 − x

)dx =

[1

8x4 +

1

3x3 − 1

2x2

]0−2,73

=

(1

8· 04 + 1

3· 03 − 1

2· 02

)−(1

8· (−2, 73)4 +

1

3· (−2, 73)3 − 1

2· (−2, 73)2

)= (0)− (−3, 57) = 3, 57

A =

∫ 0,732

0

(1

2x3 + x2 − x

)dx =

[1

8x4 +

1

3x3 − 1

2x2

]0,7320

=

(1

8· 0, 7324 + 1

3· 0, 7323 − 1

2· 0, 7322

)−(1

8· 04 + 1

3· 03 − 1

2· 02

)= (−0, 101)− (0) = −0, 101

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 12 · x3 + 1 · x2 − 1 · x

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −115 1

2 58, 5 −19−6 1

2 −88 916 49, 4 −17 1

2

−6 −66 41 −16−5 1

2 −47 716 33, 4 −14 1

2

−5 −32 12 26, 5 −13

−4 12 −20 13

16 20, 4 −11 12

−4 −12 15 −10−3 1

2 −5 1116 10, 4 −8 1

2

−3 −1 12 6, 5 −7

−2 12

1516 3, 38 −5 1

2

−2 2 1 −4−1 1

2 2 116 −0, 625 −2 1

2

−1 1 12 −1, 5 −1

− 12

1116 −1, 62 1

2

0 0 −1 2

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 −1 212 − 3

16 0, 375 3 12

1 12 2, 5 5

1 12 2 7

16 5, 38 6 12

2 6 9 82 12 11 9

16 13, 4 9 12

3 19 12 18, 5 11

3 12 30 3

16 24, 4 12 12

4 44 31 144 12 61 5

16 38, 4 15 12

5 82 12 46, 5 17

5 12 107 15

16 55, 4 18 12

6 138 65 206 12 173 1

16 75, 4 21 12

7 213 12 86, 5 23

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Page 169: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (16)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 3x3 − 22x2 + 43x+ 12 = 3(x2 − 7, 58x+ 16, 2)(x+ 0, 247)f ′ (x) = 9x2 − 44x+ 43 = 9(x− 1, 35)(x− 3, 54)f ′′ (x) = 18x− 44 = 18(x− 2 4

9 )f ′′′ (x) = 18F (x) =

∫(3x3 − 22x2 + 43x+ 12)dx = 3

4x4 − 7 1

3x3 + 21 1

2x2 + 12x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3(3− 22

x+

43

x2+

12

x3)

limx→∞

f (x) = [3 · ∞3] = ∞lim

x→−∞f (x) = [3 · (−∞)3] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 3 · (−x)3 − 22 · (−x)2 + 43 · (−x) + 12keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 3x3 − 22x2 + 43x+ 12 = 0

3x3 − 22x2 + 43x+ 12 = 0

NumerischeSuche :x1 = −0, 247; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −0, 247 < x

f(x) − 0 +

x ∈]− 0, 247;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−0, 247[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 9x2 − 44x+ 43 = 0

9x2 − 44x+ 43 = 0

x1/2 =+44±

√(−44)

2 − 4 · 9 · 432 · 9

x1/2 =+44±

√388

18

x1/2 =44± 19, 7

18

x1 =44 + 19, 7

18x2 =

44− 19, 7

18x1 = 3, 54 x2 = 1, 35x2 = 1, 35; 1-fache Nullstellex3 = 3, 54; 1-fache Nullstellef ′′(1, 35) = −19, 7f ′′(1, 35) < 0 ⇒ Hochpunkt:(1, 35/37, 3)f ′′(3, 54) = 19, 7 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(3, 54/21, 6)

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 1, 35 < x < 3, 54 < x

f ′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞; 1, 35[ ∪ ]3, 54;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]1, 35; 3, 54[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 18x− 44 = 0

18x− 44 = 0 / + 4418x = 44 / : 18

x =44

18

x = 24

9

x4 = 24

9; 1-fache Nullstelle

f ′′′(24

9) = 29, 5

f ′′′(24

9) ̸= 0 ⇒

Wendepunkt:(249/29, 5)

• Kruemmungx < 2 4

9 < xf ′′(x) − 0 +

x ∈]249;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞; 24

9[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achsekeine Fläche

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 3 · x3 − 22 · x2 + 43 · x+ 12

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −2, 4 · 103 792 −170−6 1

2 −2020 78 709 −161

−6 −1, 69 · 103 631 −152−5 1

2 −1389 18 557 −143

−5 −1, 13 · 103 488 −134−4 1

2 −900 38 423 −125

−4 −704 363 −116−3 1

2 −536 58 307 −107

−3 −396 256 −98−2 1

2 −279 78 209 −89

−2 −186 167 −80−1 1

2 −112 18 129 −71

−1 −56 96 −62− 1

2 −15 38 67, 3 −53

0 12 43 −44

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 12 43 −4412 28 3

8 23, 3 −351 36 8 −261 12 37 1

8 −2, 75 −172 34 −9 −82 12 28 7

8 −10, 7 13 24 −8 103 12 21 5

8 −0, 749 194 24 11 284 12 33 3

8 27, 3 375 52 48 465 12 82 1

8 73, 3 556 126 103 646 12 185 7

8 137 737 264 176 82

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (17)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = −5 2

5x3 − 37 4

5x2 − 75 3

5x− 43 15 = −5 2

5 (x+ 4)(x+ 2)(x+ 1)f ′ (x) = −16 1

5x2 − 75 3

5x− 75 35 = −16 1

5 (x+ 3, 22)(x+ 1, 45)f ′′ (x) = −32 2

5x− 75 35 = −32 2

5 (x+ 2 13 )

f ′′′ (x) = −32 25

F (x) =∫(−5 2

5x3 − 37 4

5x2 − 75 3

5x− 43 15 )dx = −1 7

20x4 − 12 3

5x3 − 37 4

5x2 − 43 1

5x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3(−5 2

5 −37 4

5

x−

75 35

x2−

43 15

x3)

limx→∞

f (x) = [−5 25 · ∞3] = −∞

limx→−∞

f (x) = [−5 25 · (−∞)3] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = −5 2

5 · (−x)3 − 37 45 · (−x)2 − 75 3

5 · (−x)− 43 15

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = −5 2

5x3 − 37 4

5x2 − 75 3

5x− 43 15 = 0

− 5 25x

3 − 37 45x

2 − 75 35x− 43 1

5 = 0

Nullstelle für Polynmomdivision erraten: − 2(−5 2

5x3 −37 4

5x2 −75 3

5x −43 1

5) : (x+ 2) = −5 2

5x2 − 27x− 21 3

5

−(−5 25x3 −10 4

5x2)

−27x2 −75 35x −43 1

5

−(−27x2 −54x)

−21 35x −43 1

5

−(−21 35x −43 1

5)

0

− 5 25x

2 − 27x− 21 35 = 0

x1/2 =+27±

√(−27)

2 − 4 ·(−5 2

5

)·(−21 3

5

)2 ·

(−5 2

5

)x1/2 =

+27±√

262 1125

−10 45

x1/2 =27± 16 1

5

−10 45

x1 =27 + 16 1

5

−10 45

x2 =27− 16 1

5

−10 45

x1 = −4 x2 = −1x1 = −4; 1-fache Nullstellex2 = −2; 1-fache Nullstellex3 = −1; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −4 < x < −2 < x < −1 < x

f(x) + 0 − 0 + 0 −

x ∈]−∞;−4[ ∪ ]− 2;−1[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

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Page 173: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

x ∈]− 4;−2[ ∪ ]− 1;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −16

1

5x2 − 75

3

5x− 75

3

5= 0

− 161

5x2 − 75

3

5x− 75

3

5= 0

x1/2 =+75 3

5 ±√(

−75 35

)2 − 4 ·(−16 1

5

)·(−75 3

5

)2 ·

(−16 1

5

)x1/2 =

+75 35 ±

√816 12

25

−32 25

x1/2 =75 3

5 ± 28, 6

−32 25

x1 =75 3

5 + 28, 6

−32 25

x2 =75 3

5 − 28, 6

−32 25

x1 = −3, 22 x2 = −1, 45x4 = −3, 22; 1-fache Nullstellex5 = −1, 45; 1-fache Nullstellef ′′(−3, 22) = 28, 6 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(−3, 22/− 11, 4)

f ′′(−1, 45) = −28, 6f ′′(−1, 45) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−1, 45/3, 41)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −3, 22 < x < −1, 45 < x

f ′(x) − 0 + 0 −

x ∈]− 3, 22;−1, 45[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞;−3, 22[ ∪ ]− 1, 45;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = −32

2

5x− 75

3

5= 0

− 322

5x− 75

3

5= 0 / + 75

3

5

− 322

5x = 75

3

5/ :

(−32

2

5

)x =

75 35

−32 25

x = −21

3

x6 = −21

3; 1-fache Nullstelle

f ′′′(−21

3) = −4

f ′′′(−21

3) ̸= 0 ⇒

Wendepunkt:(−21

3/− 4)

• Kruemmungx < −2 1

3 < xf ′′(x) + 0 −

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Page 174: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

x ∈]−∞;−21

3[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]− 21

3;∞[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ −2

−4

(−5

2

5x3 − 37

4

5x2 − 75

3

5x− 43

1

5

)dx =

[−1

7

20x4 − 12

3

5x3 − 37

4

5x2 − 43

1

5x

]−2

−4

=

(−1

7

20· (−2)4 − 12

3

5· (−2)3 − 37

4

5· (−2)2 − 43

1

5· (−2)

)−

(−1

7

20· (−4)4 − 12

3

5· (−4)3 − 37

4

5· (−4)2 − 43

1

5· (−4)

)=

(14

2

5

)−(28

4

5

)= −14

2

5

A =

∫ −1

−2

(−5

2

5x3 − 37

4

5x2 − 75

3

5x− 43

1

5

)dx =

[−1

7

20x4 − 12

3

5x3 − 37

4

5x2 − 43

1

5x

]−1

−2

=

(−1

7

20· (−1)4 − 12

3

5· (−1)3 − 37

4

5· (−1)2 − 43

1

5· (−1)

)−

(−1

7

20· (−2)4 − 12

3

5· (−2)3 − 37

4

5· (−2)2 − 43

1

5· (−2)

)=

(16

13

20

)−(14

2

5

)= 2

1

4

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Page 175: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = −5 25 · x3 − 37 4

5 · x2 − 75 35 · x− 43 1

5

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 486 −340 151 1

5

−6 12 334 1

8 −269 135−6 216 −205 118 4

5

−5 12 127 23

40 −150 102 35

−5 64 45 −103 86 2

5

−4 12 23 5

8 −63, 5 70 15

−4 4, 26 · 10−14 −32, 4 54−3 1

2 −10 18 −9, 45 37 4

5

−3 −10 45 5, 4 21 3

5

−2 12 −6 3

40 12, 1 5 25

−2 0 10, 8 −10 45

−1 12 3 3

8 1, 35 −27−1 −7, 11 · 10−15 −16, 2 −43 1

5

− 12 −14 7

40 −41, 9 −59 25

0 −43 15 −75, 6 −75 3

5

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 −43 1

5 −75, 6 −75 35

12 −91 1

8 −117 −91 45

1 −162 −167 −1081 12 −259 7

8 −225 −124 15

2 −388 45 −292 −140 2

5

2 12 −552 33

40 −366 −156 35

3 −756 −448 −172 45

3 12 −1002 3

8 −539 −1894 −1, 3 · 103 −637 −205 1

5

4 12 −1640 37

40 −744 −221 25

5 −2041 15 −859 −237 3

5

5 12 −2500 7

8 −981 −253 45

6 −3, 02 · 103 −1, 11 · 103 −2706 12 −3614 5

8 −1, 25 · 103 −286 15

7 −4276 45 −1, 4 · 103 −302 2

5

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (18)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = −6 3

4x3 − 13 1

2x2 = −6 3

4 (x+ 2)x2

f ′ (x) = −20 14x

2 − 27x = −20 14 (x+ 1 1

3 )xf ′′ (x) = −40 1

2x− 27 = −40 12 (x+ 2

3 )f ′′′ (x) = −40 1

2F (x) =

∫(−6 3

4x3 − 13 1

2x2)dx = −1 11

16x4 − 4 1

2x3 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3(−6 3

4 −13 1

2

x)

limx→∞

f (x) = [−6 34 · ∞3] = −∞

limx→−∞

f (x) = [−6 34 · (−∞)3] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = −6 3

4 · (−x)3 − 13 12 · (−x)2

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = −6 3

4x3 − 13 1

2x2 = 0

x2(−6 34x− 13 1

2 ) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −6 34x− 13 1

2 = 0− 6 3

4x− 13 12 = 0 / + 13 1

2− 6 3

4x = 13 12 / :

(−6 3

4

)x =

13 12

−6 34

x = −2x1 = −2; 1-fache Nullstellex2 = 0; 2-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −2 < x < 0 < x

f(x) + 0 − 0 −

x ∈]−∞;−2[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]− 2; 0[ ∪ ]0;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −20

1

4x2 − 27x = 0

x(−201

4x− 27) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −20

1

4x− 27 = 0

− 201

4x− 27 = 0 / + 27

− 201

4x = 27 / :

(−20

1

4

)x =

27

−20 14

x = −11

3

x3 = −11

3; 1-fache Nullstelle

x4 = 0; 1-fache Nullstelle

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Page 177: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

f ′′(−11

3) = 27 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(−1

1

3/− 8)

f ′′(0) = −27f ′′(0) < 0 ⇒ Hochpunkt:(0/0)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −1 1

3 < x < 0 < xf ′(x) − 0 + 0 −

x ∈]− 11

3; 0[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞;−11

3[ ∪ ]0;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = −40

1

2x− 27 = 0

− 401

2x− 27 = 0 / + 27

− 401

2x = 27 / :

(−40

1

2

)x =

27

−40 12

x = −2

3

x5 = −2

3; 1-fache Nullstelle

f ′′′(−2

3) = −4

f ′′′(−2

3) ̸= 0 ⇒

Wendepunkt:(−2

3/− 4)

• Kruemmungx < − 2

3 < xf ′′(x) + 0 −

x ∈]−∞;−2

3[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]− 2

3;∞[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 0

−2

(−6

3

4x3 − 13

1

2x2

)dx =

[−1

11

16x4 − 4

1

2x3

]0−2

=

(−1

11

16· 04 − 4

1

2· 03

)−(−1

11

16· (−2)4 − 4

1

2· (−2)3

)= (0)− (9) = −9

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = −6 34 · x3 − 13 1

2 · x2

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 1653 3

4 −803 256 12

−6 12 1283 11

32 −680 236 14

−6 972 −567 216−5 1

2 714 2132 −464 195 3

4

−5 506 14 −371 175 1

2

−4 12 341 23

32 −289 155 14

−4 216 −216 135−3 1

2 124 132 −154 114 3

4

−3 60 34 −101 94 1

2

−2 12 21 3

32 −59, 1 74 14

−2 0 −27 54−1 1

2 −7 1932 −5, 06 33 3

4

−1 −6 34 6, 75 13 1

2

− 12 −2 17

32 8, 44 −6 34

0 0 −0, 00207 −27

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 −0, 00207 −2712 −4 7

32 −18, 6 −47 14

1 −20 14 −47, 3 −67 1

2

1 12 −53 5

32 −86, 1 −87 34

2 −108 −135 −1082 12 −189 27

32 −194 −128 14

3 −303 34 −263 −148 1

2

3 12 −454 25

32 −343 −168 34

4 −648 −432 −1894 12 −888 15

32 −532 −209 14

5 −1181 14 −641 −229 1

2

5 12 −1531 13

32 −761 −249 34

6 −1, 94 · 103 −891 −2706 12 −2424 3

32 −1, 03 · 103 −290 14

7 −2976 34 −1, 18 · 103 −310 1

2

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Page 179: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (19)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 2

3x3 + 2x2 − 2 2

3x− 8 = 23 (x+ 3)(x+ 2)(x− 2)

f ′ (x) = 2x2 + 4x− 2 23 = 2(x+ 2, 53)(x− 0, 528)

f ′′ (x) = 4x+ 4 = 4(x+ 1)f ′′′ (x) = 4F (x) =

∫( 23x

3 + 2x2 − 2 23x− 8)dx = 1

6x4 + 2

3x3 − 1 1

3x2 − 8x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3( 23 +

2

x−

2 23

x2− 8

x3)

limx→∞

f (x) = [ 23 · ∞3] = ∞lim

x→−∞f (x) = [ 23 · (−∞)3] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 2

3 · (−x)3 + 2 · (−x)2 − 2 23 · (−x)− 8

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 2

3x3 + 2x2 − 2 2

3x− 8 = 0

23x

3 + 2x2 − 2 23x− 8 = 0

NumerischeSuche :x1 = −3; 1-fache Nullstellex2 = −2; 1-fache Nullstellex3 = 2; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −3 < x < −2 < x < 2 < x

f(x) − 0 + 0 − 0 +

x ∈]− 3;−2[ ∪ ]2;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−3[ ∪ ]− 2; 2[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 2x2 + 4x− 2 2

3 = 0

2x2 + 4x− 2 23 = 0

x1/2 =−4±

√42 − 4 · 2 ·

(−2 2

3

)2 · 2

x1/2 =−4±

√37 1

3

4

x1/2 =−4± 6, 11

4

x1 =−4 + 6, 11

4x2 =

−4− 6, 11

4x1 = 0, 528 x2 = −2, 53x4 = −2, 53; 1-fache Nullstellex5 = 0, 528; 1-fache Nullstellef ′′(−2, 53) = −6, 11

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Page 180: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

f ′′(−2, 53) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−2, 53/0, 752)

f ′′(0, 528) = 6, 11 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(0, 528/− 8, 75)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −2, 53 < x < 0, 528 < x

f ′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−2, 53[ ∪ ]0, 528;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]− 2, 53; 0, 528[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 4x+ 4 = 0

4x+ 4 = 0 /− 44x = −4 / : 4

x =−4

4x = −1x6 = −1; 1-fache Nullstellef ′′′(−1) = −4f ′′′(−1) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(−1/− 4)• Kruemmung

x < −1 < xf ′′(x) − 0 +

x ∈]− 1;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞;−1[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ −2

−3

(2

3x3 + 2x2 − 2

2

3x− 8

)dx =

[1

6x4 +

2

3x3 − 1

1

3x2 − 8x

]−2

−3

=

(1

6· (−2)4 +

2

3· (−2)3 − 1

1

3· (−2)2 − 8 · (−2)

)−

(1

6· (−3)4 +

2

3· (−3)3 − 1

1

3· (−3)2 − 8 · (−3)

)= (8)−

(71

2

)=

1

2

A =

∫ 2

−2

(2

3x3 + 2x2 − 2

2

3x− 8

)dx =

[1

6x4 +

2

3x3 − 1

1

3x2 − 8x

]2−2

=

(1

6· 24 + 2

3· 23 − 1

1

3· 22 − 8 · 2

)−(1

6· (−2)4 +

2

3· (−2)3 − 1

1

3· (−2)2 − 8 · (−2)

)=

(−13

1

3

)− (8) = −21

1

3

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Page 181: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 23 · x3 + 2 · x2 − 2 2

3 · x− 8

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −120 67, 3 −24−6 1

2 −89 14 55, 8 −22

−6 −64 45, 3 −20−5 1

2 −43 34 35, 8 −18

−5 −28 27, 3 −16−4 1

2 −16 14 19, 8 −14

−4 −8 13, 3 −12−3 1

2 −2 34 7, 83 −10

−3 3, 55 · 10−15 3, 33 −8−2 1

234 −0, 166 −6

−2 3, 55 · 10−15 −2, 67 −4−1 1

2 −1 34 −4, 17 −2

−1 −4 −4, 67 5, 8 · 10−12

− 12 −6 1

4 −4, 17 20 −8 −2, 67 4

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 −8 −2, 67 412 −8 3

4 −0, 166 61 −8 3, 33 81 12 −5 1

4 7, 83 102 −4, 44 · 10−15 13, 3 122 12 8 1

4 19, 8 143 20 27, 3 163 12 35 3

4 35, 8 184 56 45, 3 204 12 81 1

4 55, 8 225 112 67, 3 245 12 148 3

4 79, 8 266 192 93, 3 286 12 242 1

4 108 307 300 123 32

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Page 182: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (20)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = − 27

28x3 − 27

28x2 + 5 11

14x = − 2728 (x+ 3)x(x− 2)

f ′ (x) = −2 2528x

2 − 1 1314x+ 5 11

14 = −2 2528 (x+ 1, 79)(x− 1, 12)

f ′′ (x) = −5 1114x− 1 13

14 = −5 1114 (x+ 1

3 )f ′′′ (x) = −5 11

14F (x) =

∫(− 27

28x3 − 27

28x2 + 5 11

14x)dx = − 27112x

4 − 928x

3 + 2 2528x

2 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3(− 27

28 −2728

x+

5 1114

x2)

limx→∞

f (x) = [− 2728 · ∞3] = −∞

limx→−∞

f (x) = [− 2728 · (−∞)3] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = − 27

28 · (−x)3 − 2728 · (−x)2 + 5 11

14 · (−x)keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = − 27

28x3 − 27

28x2 + 5 11

14x = 0x(− 27

28x2 − 27

28x+ 5 1114 ) = 0 ⇒ x = 0 ∨ − 27

28x2 − 27

28x+ 5 1114 = 0

− 2728x

2 − 2728x+ 5 11

14 = 0

x1/2 =+ 27

28 ±√(

− 2728

)2 − 4 ·(− 27

28

)· 5 11

14

2 ·(− 27

28

)x1/2 =

+ 2728 ±

√23, 2

−1 1314

x1/2 =2728 ± 4 23

28

−1 1314

x1 =2728 + 4 23

28

−1 1314

x2 =2728 − 4 23

28

−1 1314

x1 = −3 x2 = 2x1 = −3; 1-fache Nullstellex2 = 0; 1-fache Nullstellex3 = 2; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −3 < x < 0 < x < 2 < x

f(x) + 0 − 0 + 0 −

x ∈]−∞;−3[ ∪ ]0; 2[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]− 3; 0[ ∪ ]2;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −2

25

28x2 − 1

13

14x+ 5

11

14= 0

− 225

28x2 − 1

13

14x+ 5

11

14= 0

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Page 183: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

x1/2 =+1 13

14 ±√(

−1 1314

)2 − 4 ·(−2 25

28

)· 5 11

14

2 ·(−2 25

28

)x1/2 =

+1 1314 ±

√70, 7

−5 1114

x1/2 =1 1314 ± 8, 41

−5 1114

x1 =1 1314 + 8, 41

−5 1114

x2 =1 1314 − 8, 41

−5 1114

x1 = −1, 79 x2 = 1, 12x4 = −1, 79; 1-fache Nullstellex5 = 1, 12; 1-fache Nullstellef ′′(−1, 79) = 8, 41 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(−1, 79/− 7, 92)

f ′′(1, 12) = −8, 41f ′′(1, 12) < 0 ⇒ Hochpunkt:(1, 12/3, 92)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −1, 79 < x < 1, 12 < x

f ′(x) − 0 + 0 −

x ∈]− 1, 79; 1, 12[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞;−1, 79[ ∪ ]1, 12;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = −5

11

14x− 1

13

14= 0

− 511

14x− 1

13

14= 0 / + 1

13

14

− 511

14x = 1

13

14/ :

(−5

11

14

)x =

1 1314

−5 1114

x = −1

3

x6 = −1

3; 1-fache Nullstelle

f ′′′(−1

3) = −2

f ′′′(−1

3) ̸= 0 ⇒

Wendepunkt:(−1

3/− 2)

• Kruemmungx < − 1

3 < xf ′′(x) + 0 −

x ∈]−∞;−1

3[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]− 1

3;∞[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 0

−3

(−27

28x3 − 27

28x2 + 5

11

14x

)dx =

[− 27

112x4 − 9

28x3 + 2

25

28x2

]0−3

=

(− 27

112· 04 − 9

28· 03 + 2

25

28· 02

)−(− 27

112· (−3)4 − 9

28· (−3)3 + 2

25

28· (−3)2

)

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

= (0)−(15

3

16

)= −15

3

16

A =

∫ 2

0

(−27

28x3 − 27

28x2 + 5

11

14x

)dx =

[− 27

112x4 − 9

28x3 + 2

25

28x2

]20

=

(− 27

112· 24 − 9

28· 23 + 2

25

28· 22

)−(− 27

112· 04 − 9

28· 03 + 2

25

28· 02

)=

(51

7

)− (0) = 5

1

7

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = − 2728 · x3 − 27

28 · x2 + 5 1114 · x

Ableitung von f(x)

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Page 185: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 243 −122 38 4

7

−6 12 186 15

32 −104 35 1928

−6 138 67 −86, 8 32 11

14

−5 12 99, 4 −71, 1 29 25

28

−5 67 12 −56, 9 27

−4 12 42, 3 −44, 1 24 3

28

−4 23 17 −32, 8 21 3

14

−3 12 9 9

32 −22, 9 18 928

−3 −1, 42 · 10−14 −14, 5 15 37

−2 12 −5, 42 −7, 47 12 15

28

−2 −7 57 −1, 93 9 9

14

−1 12 −7 19

32 2, 17 6 34

−1 −5 1114 4, 82 3 6

7

− 12 −3, 01 6, 03 27

28

0 0 5, 79 −1 1314

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 5, 79 −1 13

1412 2 17

32 4, 1 −4 2328

1 3 67 0, 964 −7 5

7

1 12 3, 25 −3, 62 −10 17

28

2 1, 24 · 10−14 −9, 64 −13 12

2 12 −6, 63 −17, 1 −16 11

28

3 −17 514 −26 −19 2

7

3 12 −32 29

32 −36, 4 −22 528

4 −54 −48, 2 −25 114

4 12 −81, 4 −61, 5 −27 27

28

5 −115 57 −76, 2 −30 6

7

5 12 −157 25

32 −92, 3 −33 34

6 −208 27 −110 −36 9

14

6 12 −268 −129 −39 15

28

7 −337 12 −149 −42 3

7

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Page 186: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (21)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = x3 + 3x2 − 4 = (x+ 2)2(x− 1)f ′ (x) = 3x2 + 6x = 3(x+ 2)xf ′′ (x) = 6x+ 6 = 6(x+ 1)f ′′′ (x) = 6F (x) =

∫(x3 + 3x2 − 4)dx = 1

4x4 + x3 − 4x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3(1 +

3

x− 4

x3)

limx→∞

f (x) = [1 · ∞3] = ∞lim

x→−∞f (x) = [1 · (−∞)3] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1 · (−x)3 + 3 · (−x)2 − 4keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = x3 + 3x2 − 4 = 0

x3 + 3x2 − 4 = 0

Nullstelle für Polynmomdivision erraten:1(x3 +3x2 −4 ) : (x− 1) = x2 + 4x+ 4−(x3 −x2)

4x2 −4−(4x2 −4x)

4x −4−(4x −4)

0

1x2 + 4x+ 4 = 0

x1/2 =−4±

√42 − 4 · 1 · 42 · 1

x1/2 =−4±

√0

2

x1/2 =−4± 0

2

x1 =−4 + 0

2x2 =

−4− 0

2x1 = −2 x2 = −2x1 = −2; 2-fache Nullstellex2 = 1; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −2 < x < 1 < x

f(x) − 0 − 0 +

x ∈]1;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−2[ ∪ ]− 2; 1[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 3x2 + 6x = 0

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Page 187: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

x(3x+ 6) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 3x+ 6 = 03x+ 6 = 0 /− 63x = −6 / : 3

x =−6

3x = −2x3 = −2; 1-fache Nullstellex4 = 0; 1-fache Nullstellef ′′(−2) = −6f ′′(−2) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−2/0)

f ′′(0) = 6 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(0/− 4)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −2 < x < 0 < x

f ′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−2[ ∪ ]0;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]− 2; 0[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 6x+ 6 = 0

6x+ 6 = 0 /− 66x = −6 / : 6

x =−6

6x = −1x5 = −1; 1-fache Nullstellef ′′′(−1) = −2f ′′′(−1) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(−1/− 2)• Kruemmung

x < −1 < xf ′′(x) − 0 +

x ∈]− 1;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞;−1[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 1

−2

(x3 + 3x2 − 4

)dx =

[1

4x4 + x3 − 4x

]1−2

=

(1

4· 14 + 1 · 13 − 4 · 1

)−

(1

4· (−2)4 + 1 · (−2)3 − 4 · (−2)

)=

(−2

3

4

)− (4) = −6

3

4

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Page 188: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 1 · x3 + 3 · x2 − 4

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −200 105 −36−6 1

2 −151 78 87, 8 −33

−6 −112 72 −30−5 1

2 −79 58 57, 8 −27

−5 −54 45 −24−4 1

2 −34 38 33, 8 −21

−4 −20 24 −18−3 1

2 −10 18 15, 8 −15

−3 −4 9 −12−2 1

2 − 78 3, 75 −9

−2 0 0, 000306 −6−1 1

2 − 58 −2, 25 −3

−1 −2 −3 −1, 45 · 10−12

− 12 −3 3

8 −2, 25 30 −4 0, 000306 6

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 −4 0, 000306 612 −3 1

8 3, 75 91 0 9 121 12 6 1

8 15, 8 152 16 24 182 12 30 3

8 33, 8 213 50 45 243 12 75 5

8 57, 8 274 108 72 304 12 147 7

8 87, 8 335 196 105 365 12 253 1

8 124 396 320 144 426 12 397 3

8 166 457 486 189 48

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Page 189: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (22)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = −5 1

16x3 + 10 1

8x2 = −5 1

16x2(x− 2)

f ′ (x) = −15 316x

2 + 20 14x = −15 3

16x(x− 1 13 )

f ′′ (x) = −30 38x+ 20 1

4 = −30 38 (x− 2

3 )f ′′′ (x) = −30 3

8F (x) =

∫(−5 1

16x3 + 10 1

8x2)dx = −1 17

64x4 + 3 3

8x3 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3(−5 1

16 +10 1

8

x)

limx→∞

f (x) = [−5 116 · ∞3] = −∞

limx→−∞

f (x) = [−5 116 · (−∞)3] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = −5 1

16 · (−x)3 + 10 18 · (−x)2

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = −5 1

16x3 + 10 1

8x2 = 0

x2(−5 116x+ 10 1

8 ) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −5 116x+ 10 1

8 = 0− 5 1

16x+ 10 18 = 0 /− 10 1

8− 5 1

16x = −10 18 / :

(−5 1

16

)x =

−10 18

−5 116

x = 2x1 = 0; 2-fache Nullstellex2 = 2; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < 0 < x < 2 < x

f(x) + 0 + 0 −

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]0; 2[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]2;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −15

3

16x2 + 20

1

4x = 0

x(−153

16x+ 20

1

4) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −15

3

16x+ 20

1

4= 0

− 153

16x+ 20

1

4= 0 /− 20

1

4

− 153

16x = −20

1

4/ :

(−15

3

16

)x =

−20 14

−15 316

x = 11

3x3 = 0; 1-fache Nullstelle

x4 = 11

3; 1-fache Nullstelle

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Page 190: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

f ′′(0) = 201

4> 0 ⇒ Tiefpunkt:(0/0)

f ′′(11

3) = −20

1

4

f ′′(11

3) < 0 ⇒ Hochpunkt:(11

3/6)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 0 < x < 1 1

3 < xf ′(x) − 0 + 0 −

x ∈]0; 113[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]11

3;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = −30

3

8x+ 20

1

4= 0

− 303

8x+ 20

1

4= 0 /− 20

1

4

− 303

8x = −20

1

4/ :

(−30

3

8

)x =

−20 14

−30 38

x =2

3

x5 =2

3; 1-fache Nullstelle

f ′′′(2

3) = 3

f ′′′(2

3) ̸= 0 ⇒

Wendepunkt:(23/3)

• Kruemmungx < 2

3 < xf ′′(x) + 0 −

x ∈]−∞;2

3[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈] 23;∞[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 2

0

(−5

1

16x3 + 10

1

8x2

)dx =

[−1

17

64x4 + 3

3

8x3

]20

=

(−1

17

64· 24 + 3

3

8· 23

)−(−1

17

64· 04 + 3

3

8· 03

)=

(63

4

)− (0) = 6

3

4

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Page 191: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = −5 116 · x3 + 10 1

8 · x2

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 2232 9

16 −886 232 78

−6 12 1, 82 · 103 −773 217 11

16

−6 1, 46 · 103 −668 202 12

−5 12 1, 15 · 103 −571 187 5

16

−5 885 1516 −481 172 1

8

−4 12 666 −399 156 15

16

−4 486 −324 141 34

−3 12 341 −257 126 9

16

−3 227 1316 −197 111 3

8

−2 12 142 −146 96 3

16

−2 81 −101 81−1 1

2 39, 9 −64, 5 65 1316

−1 15 316 −35, 4 50 5

8

− 12 3, 16 −13, 9 35 7

16

0 0 −0, 00155 20 14

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 −0, 00155 20 1

412 1, 9 6, 33 5 1

16

1 5 116 5, 06 −10 1

8

1 12 5, 7 −3, 8 −25 5

16

2 0 −20, 3 −40 12

2 12 −15, 8 −44, 3 −55 11

16

3 −45 916 −75, 9 −70 7

8

3 12 −93 −115 −86 1

16

4 −162 −162 −101 14

4 12 −256 −216 −116 7

16

5 −379 1116 −278 −131 5

8

5 12 −536 −348 −146 13

16

6 −729 −425 −1626 12 −963 −510 −177 3

16

7 −1240 516 −602 −192 3

8

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Page 192: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (23)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 1

6x3 − 1

2x2 − 1 2

3x+ 4 = 16 (x+ 3)(x− 2)(x− 4)

f ′ (x) = 12x

2 − x− 1 23 = 1

2 (x+ 1, 08)(x− 3, 08)f ′′ (x) = x− 1 = (x− 1)f ′′′ (x) = 1F (x) =

∫( 16x

3 − 12x

2 − 1 23x+ 4)dx = 1

24x4 − 1

6x3 − 5

6x2 + 4x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3( 16 −

12

x−

1 23

x2+

4

x3)

limx→∞

f (x) = [ 16 · ∞3] = ∞lim

x→−∞f (x) = [ 16 · (−∞)3] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1

6 · (−x)3 − 12 · (−x)2 − 1 2

3 · (−x) + 4keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 1

6x3 − 1

2x2 − 1 2

3x+ 4 = 0

16x

3 − 12x

2 − 1 23x+ 4 = 0

NumerischeSuche :x1 = −3; 1-fache Nullstellex2 = 2; 1-fache Nullstellex3 = 4; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −3 < x < 2 < x < 4 < x

f(x) − 0 + 0 − 0 +

x ∈]− 3; 2[ ∪ ]4;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−3[ ∪ ]2; 4[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 1

2x2 − x− 1 2

3 = 0

12x

2 − x− 1 23 = 0

x1/2 =+1±

√(−1)

2 − 4 · 12 ·

(−1 2

3

)2 · 1

2

x1/2 =+1±

√4 13

1

x1/2 =1± 2, 08

1

x1 =1 + 2, 08

1x2 =

1− 2, 08

1x1 = 3, 08 x2 = −1, 08x4 = −1, 08; 1-fache Nullstellex5 = 3, 08; 1-fache Nullstellef ′′(−1, 08) = −2, 08

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Page 193: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

f ′′(−1, 08) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−1, 08/5, 01)

f ′′(3, 08) = 2, 08 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(3, 08/− 1, 01)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −1, 08 < x < 3, 08 < x

f ′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−1, 08[ ∪ ]3, 08;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]− 1, 08; 3, 08[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = x− 1 = 0

x− 1 = 0 / + 1x = 1x6 = 1; 1-fache Nullstellef ′′′(1) = 2f ′′′(1) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(1/2)• Kruemmung

x < 1 < xf ′′(x) − 0 +

x ∈]1;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞; 1[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 2

−3

(1

6x3 − 1

2x2 − 1

2

3x+ 4

)dx =

[1

24x4 − 1

6x3 − 5

6x2 + 4x

]2−3

=

(1

24· 24 − 1

6· 23 − 5

6· 22 + 4 · 2

)−(

1

24· (−3)4 − 1

6· (−3)3 − 5

6· (−3)2 + 4 · (−3)

)= (4)−

(−11

5

8

)= 15

5

8

A =

∫ 4

2

(1

6x3 − 1

2x2 − 1

2

3x+ 4

)dx =

[1

24x4 − 1

6x3 − 5

6x2 + 4x

]42

=

(1

24· 44 − 1

6· 43 − 5

6· 42 + 4 · 4

)−(

1

24· 24 − 1

6· 23 − 5

6· 22 + 4 · 2

)=

(22

3

)− (4) = −1

1

3

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Page 194: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 16 · x3 − 1

2 · x2 − 1 23 · x+ 4

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −66 29, 8 −8−6 1

2 −52 116 26 −7 1

2

−6 −40 22, 3 −7−5 1

2 −29 1116 19 −6 1

2

−5 −21 15, 8 −6−4 1

2 −13 1316 13 −5 1

2

−4 −8 10, 3 −5−3 1

2 −3 716 7, 96 −4 1

2

−3 1, 78 · 10−15 5, 83 −4−2 1

2 2 716 3, 96 −3 1

2

−2 4 2, 33 −3−1 1

2 4 1316 0, 958 −2 1

2

−1 5 −0, 167 −2− 1

2 4 1116 −1, 04 −1 1

2

0 4 −1, 67 −1

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 4 −1, 67 −112 3 1

16 −2, 04 − 12

1 2 −2, 17 01 12

1516 −2, 04 1

2

2 −4, 44 · 10−15 −1, 67 12 12 − 11

16 −1, 04 1 12

3 −1 −0, 167 23 12 − 13

16 0, 958 2 12

4 7, 11 · 10−15 2, 33 34 12 1 9

16 3, 96 3 12

5 4 5, 83 45 12 7 7

16 7, 96 4 12

6 12 10, 3 56 12 17 13

16 13 5 12

7 25 15, 8 6

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (24)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = −2x3 + 12x2 − 18x = −2x(x− 3)2

f ′ (x) = −6x2 + 24x− 18 = −6(x− 1)(x− 3)f ′′ (x) = −12x+ 24 = −12(x− 2)f ′′′ (x) = −12F (x) =

∫(−2x3 + 12x2 − 18x)dx = − 1

2x4 + 4x3 − 9x2 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3(−2 +

12

x− 18

x2)

limx→∞

f (x) = [−2 · ∞3] = −∞lim

x→−∞f (x) = [−2 · (−∞)3] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = −2 · (−x)3 + 12 · (−x)2 − 18 · (−x)keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = −2x3 + 12x2 − 18x = 0x(−2x2 + 12x− 18) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −2x2 + 12x− 18 = 0

− 2x2 + 12x− 18 = 0

x1/2 =−12±

√122 − 4 · (−2) · (−18)

2 · (−2)

x1/2 =−12±

√0

−4

x1/2 =−12± 0

−4

x1 =−12 + 0

−4x2 =

−12− 0

−4x1 = 3 x2 = 3x1 = 0; 1-fache Nullstellex2 = 3; 2-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < 0 < x < 3 < x

f(x) + 0 − 0 −

x ∈]−∞; 0[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]0; 3[ ∪ ]3;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −6x2 + 24x− 18 = 0

− 6x2 + 24x− 18 = 0

x1/2 =−24±

√242 − 4 · (−6) · (−18)

2 · (−6)

x1/2 =−24±

√144

−12

x1/2 =−24± 12

−12

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Page 196: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

x1 =−24 + 12

−12x2 =

−24− 12

−12x1 = 1 x2 = 3x3 = 1; 1-fache Nullstellex4 = 3; 1-fache Nullstellef ′′(1) = 12 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(1/− 8)

f ′′(3) = −12f ′′(3) < 0 ⇒ Hochpunkt:(3/0)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 1 < x < 3 < x

f ′(x) − 0 + 0 −

x ∈]1; 3[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞; 1[ ∪ ]3;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = −12x+ 24 = 0

− 12x+ 24 = 0 /− 24− 12x = −24 / : (−12)

x =−24

−12x = 2x5 = 2; 1-fache Nullstellef ′′′(2) = −4f ′′′(2) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(2/− 4)• Kruemmung

x < 2 < xf ′′(x) + 0 −

x ∈]−∞; 2[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]2;∞[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 3

0

(−2x3 + 12x2 − 18x

)dx =

[−1

2x4 + 4x3 − 9x2

]30

=

(−1

2· 34 + 4 · 33 − 9 · 32

)−(−1

2· 04 + 4 · 03 − 9 · 02

)=

(−13

1

2

)− (0) = −13

1

2

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Page 197: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = −2 · x3 + 12 · x2 − 18 · x

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 1, 4 · 103 −480 108−6 1

2 1173 14 −428 102

−6 972 −378 96−5 1

2 794 34 −332 90

−5 640 −288 84−4 1

2 506 14 −248 78

−4 392 −210 72−3 1

2 295 34 −176 66

−3 216 −144 60−2 1

2 151 14 −116 54

−2 100 −90 48−1 1

2 60 34 −67, 5 42

−1 32 −48 36− 1

2 12 14 −31, 5 30

0 0 −18 24

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 −18 2412 −6 1

4 −7, 5 181 −8 −0, 000612 121 12 −6 3

4 4, 5 62 −4 6 1, 16 · 10−11

2 12 −1 1

4 4, 5 −63 0 −0, 000612 −123 12 −1 3

4 −7, 5 −184 −8 −18 −244 12 −20 1

4 −31, 5 −305 −40 −48 −365 12 −68 3

4 −67, 5 −426 −108 −90 −486 12 −159 1

4 −116 −547 −224 −144 −60

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Page 198: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (25)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 40 1

2x3 + 81x2 + 40 1

2x = 40 12 (x+ 1)2x

f ′ (x) = 121 12x

2 + 162x+ 40 12 = 121 1

2 (x+ 1)(x+ 13 )

f ′′ (x) = 243x+ 162 = 243(x+ 23 )

f ′′′ (x) = 243F (x) =

∫(40 1

2x3 + 81x2 + 40 1

2x)dx = 10 18x

4 + 27x3 + 20 14x

2 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3(40 1

2 +81

x+

40 12

x2)

limx→∞

f (x) = [40 12 · ∞3] = ∞

limx→−∞

f (x) = [40 12 · (−∞)3] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 40 1

2 · (−x)3 + 81 · (−x)2 + 40 12 · (−x)

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 40 1

2x3 + 81x2 + 40 1

2x = 0x(40 1

2x2 + 81x+ 40 1

2 ) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 40 12x

2 + 81x+ 40 12 = 0

40 12x

2 + 81x+ 40 12 = 0

x1/2 =−81±

√812 − 4 · 40 1

2 · 40 12

2 · 40 12

x1/2 =−81±

√0

81

x1/2 =−81± 0

81

x1 =−81 + 0

81x2 =

−81− 0

81x1 = −1 x2 = −1x1 = −1; 2-fache Nullstellex2 = 0; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −1 < x < 0 < x

f(x) − 0 − 0 +

x ∈]0;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−1[ ∪ ]− 1; 0[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 121

1

2x2 + 162x+ 40

1

2= 0

1211

2x2 + 162x+ 40

1

2= 0

x1/2 =−162±

√1622 − 4 · 121 1

2 · 40 12

2 · 121 12

x1/2 =−162±

√6, 56 · 103

243

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Page 199: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

x1/2 =−162± 81

243

x1 =−162 + 81

243x2 =

−162− 81

243

x1 = −1

3x2 = −1

x3 = −1; 1-fache Nullstelle

x4 = −1

3; 1-fache Nullstelle

f ′′(−1) = −81f ′′(−1) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−1/0)

f ′′(−1

3) = 81 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(−1

3/− 6)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −1 < x < − 1

3 < xf ′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−1[ ∪ ]− 1

3;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]− 1;−1

3[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 243x+ 162 = 0

243x+ 162 = 0 /− 162243x = −162 / : 243

x =−162

243

x = −2

3

x5 = −2

3; 1-fache Nullstelle

f ′′′(−2

3) = −3

f ′′′(−2

3) ̸= 0 ⇒

Wendepunkt:(−2

3/− 3)

• Kruemmungx < − 2

3 < xf ′′(x) − 0 +

x ∈]− 2

3;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞;−2

3[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 0

−1

(40

1

2x3 + 81x2 + 40

1

2x

)dx =

[10

1

8x4 + 27x3 + 20

1

4x2

]0−1

=

(10

1

8· 04 + 27 · 03 + 20

1

4· 02

)−

(10

1

8· (−1)4 + 27 · (−1)3 + 20

1

4· (−1)2

)= (0)−

(33

8

)= −3

3

8

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Page 200: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 40 12 · x3 + 81 · x2 + 40 1

2 · x

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −1, 02 · 104 4, 86 · 103 −1, 54 · 103−6 1

2 −7963 516 4, 12 · 103 −1417 1

2

−6 −6, 08 · 103 3, 44 · 103 −1, 3 · 103−5 1

2 −4510 1116 2, 82 · 103 −1174 1

2

−5 −3, 24 · 103 2, 27 · 103 −1, 05 · 103−4 1

2 −2232 916 1, 77 · 103 −931 1

2

−4 −1, 46 · 103 1, 34 · 103 −810−3 1

2 −885 1516 962 −688 1

2

−3 −486 648 −567−2 1

2 −227 1316 395 −445 1

2

−2 −81 203 −324−1 1

2 −15 316 70, 9 −202 1

2

−1 0 0, 0124 −81− 1

2 −5 116 −10, 1 40 1

2

0 0 40, 5 162

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 40, 5 16212 45 9

16 152 283 12

1 162 324 4051 12 379 11

16 557 526 12

2 729 851 6482 12 1240 5

16 1, 2 · 103 769 12

3 1, 94 · 103 1, 62 · 103 8913 12 2870 7

16 2, 1 · 103 1012 12

4 4, 05 · 103 2, 63 · 103 1, 13 · 1034 12 5513 1

16 3, 23 · 103 1255 12

5 7, 29 · 103 3, 89 · 103 1, 38 · 1035 12 9411 3

16 4, 61 · 103 1498 12

6 1, 19 · 104 5, 39 · 103 1, 62 · 1036 12 14807 13

16 6, 23 · 103 1741 12

7 1, 81 · 104 7, 13 · 103 1, 86 · 103

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Page 201: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (26)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 54x3 − 270x2 + 432x− 216 = 54(x− 1)(x− 2)2

f ′ (x) = 162x2 − 540x+ 432 = 162(x− 1 13 )(x− 2)

f ′′ (x) = 324x− 540 = 324(x− 1 23 )

f ′′′ (x) = 324F (x) =

∫(54x3 − 270x2 + 432x− 216)dx = 13 1

2x4 − 90x3 + 216x2 − 216x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3(54− 270

x+

432

x2− 216

x3)

limx→∞

f (x) = [54 · ∞3] = ∞lim

x→−∞f (x) = [54 · (−∞)3] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 54 · (−x)3 − 270 · (−x)2 + 432 · (−x)− 216keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 54x3 − 270x2 + 432x− 216 = 0

54x3 − 270x2 + 432x− 216 = 0

Nullstelle für Polynmomdivision erraten:1(54x3 −270x2 +432x −216 ) : (x− 1) = 54x2 − 216x+ 216−(54x3 −54x2)

−216x2 +432x −216−(−216x2 +216x)

216x −216−(216x −216)

0

54x2 − 216x+ 216 = 0

x1/2 =+216±

√(−216)

2 − 4 · 54 · 2162 · 54

x1/2 =+216±

√0

108

x1/2 =216± 0

108

x1 =216 + 0

108x2 =

216− 0

108x1 = 2 x2 = 2x1 = 1; 1-fache Nullstellex2 = 2; 2-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < 1 < x < 2 < x

f(x) − 0 + 0 +

x ∈]1; 2[ ∪ ]2;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞; 1[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:

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Page 202: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

f ′(x) = 162x2 − 540x+ 432 = 0

162x2 − 540x+ 432 = 0

x1/2 =+540±

√(−540)

2 − 4 · 162 · 4322 · 162

x1/2 =+540±

√1, 17 · 104

324

x1/2 =540± 108

324

x1 =540 + 108

324x2 =

540− 108

324

x1 = 2 x2 = 11

3

x3 = 11

3; 1-fache Nullstelle

x4 = 2; 1-fache Nullstelle

f ′′(11

3) = −108

f ′′(11

3) < 0 ⇒ Hochpunkt:(11

3/8)

f ′′(2) = 108 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(2/0)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 1 1

3 < x < 2 < xf ′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞; 11

3[ ∪ ]2;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]113; 2[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 324x− 540 = 0

324x− 540 = 0 / + 540324x = 540 / : 324

x =540

324

x = 12

3

x5 = 12

3; 1-fache Nullstelle

f ′′′(12

3) = 4

f ′′′(12

3) ̸= 0 ⇒

Wendepunkt:(123/4)

• Kruemmungx < 1 2

3 < xf ′′(x) − 0 +

x ∈]123;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞; 12

3[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 2

1

(54x3 − 270x2 + 432x− 216

)dx =

[13

1

2x4 − 90x3 + 216x2 − 216x

]21

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

=

(13

1

2· 24 − 90 · 23 + 216 · 22 − 216 · 2

)−(13

1

2· 14 − 90 · 13 + 216 · 12 − 216 · 1

)= (−72)−

(−76

1

2

)= 4

1

2

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 54 · x3 − 270 · x2 + 432 · x− 216

Ableitung von f(x)

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −3, 5 · 104 1, 22 · 104 −2, 81 · 103−6 1

2 −29261 14 1, 08 · 104 −2, 65 · 103

−6 −2, 42 · 104 9, 5 · 103 −2, 48 · 103−5 1

2 −19743 34 8, 3 · 103 −2, 32 · 103

−5 −1, 59 · 104 7, 18 · 103 −2, 16 · 103−4 1

2 −12548 14 6, 14 · 103 −2 · 103

−4 −9, 72 · 103 5, 18 · 103 −1, 84 · 103−3 1

2 −7350 34 4, 31 · 103 −1, 67 · 103

−3 −5, 4 · 103 3, 51 · 103 −1, 51 · 103−2 1

2 −3827 14 2, 79 · 103 −1, 35 · 103

−2 −2, 59 · 103 2, 16 · 103 −1, 19 · 103−1 1

2 −1653 34 1, 61 · 103 −1, 03 · 103

−1 −972 1, 13 · 103 −864− 1

2 −506 14 743 −702

0 −216 432 −540

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 −216 432 −54012 −60 3

4 203 −3781 0 54 −2161 12 6 3

4 −13, 5 −542 0 0, 0165 1082 12 20 1

4 94, 5 2703 108 270 4323 12 303 3

4 527 5944 648 864 7564 12 1181 1

4 1, 28 · 103 9185 1, 94 · 103 1, 78 · 103 1, 08 · 1035 12 2976 3

4 2, 36 · 103 1, 24 · 1036 4, 32 · 103 3, 02 · 103 1, 4 · 1036 12 6014 1

4 3, 77 · 103 1, 57 · 1037 8, 1 · 103 4, 59 · 103 1, 73 · 103

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (27)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 1 19

35x3 − 10 4

5x2 + 18 18

35x = 1 1935x(x− 3)(x− 4)

f ′ (x) = 4 2235x

2 − 21 35x+ 18 18

35 = 4 2235 (x− 1, 13)(x− 3, 54)

f ′′ (x) = 9 935x− 21 3

5 = 9 935 (x− 2 1

3 )f ′′′ (x) = 9 9

35F (x) =

∫(1 19

35x3 − 10 4

5x2 + 18 18

35x)dx = 2770x

4 − 3 35x

3 + 9 935x

2 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3(1 19

35 −10 4

5

x+

18 1835

x2)

limx→∞

f (x) = [1 1935 · ∞3] = ∞

limx→−∞

f (x) = [1 1935 · (−∞)3] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1 19

35 · (−x)3 − 10 45 · (−x)2 + 18 18

35 · (−x)keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 1 19

35x3 − 10 4

5x2 + 18 18

35x = 0x(1 19

35x2 − 10 4

5x+ 18 1835 ) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 1 19

35x2 − 10 4

5x+ 18 1835 = 0

1 1935x

2 − 10 45x+ 18 18

35 = 0

x1/2 =+10 4

5 ±√(

−10 45

)2 − 4 · 1 1935 · 18 18

35

2 · 1 1935

x1/2 =+10 4

5 ±√2, 38

3 335

x1/2 =10 4

5 ± 1 1935

3 335

x1 =10 4

5 + 1 1935

3 335

x2 =10 4

5 − 1 1935

3 335

x1 = 4 x2 = 3x1 = 0; 1-fache Nullstellex2 = 3; 1-fache Nullstellex3 = 4; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < 0 < x < 3 < x < 4 < x

f(x) − 0 + 0 − 0 +

x ∈]0; 3[ ∪ ]4;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]3; 4[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 4

22

35x2 − 21

3

5x+ 18

18

35= 0

422

35x2 − 21

3

5x+ 18

18

35= 0

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Page 206: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

x1/2 =+21 3

5 ±√(

−21 35

)2 − 4 · 4 2235 · 18 18

35

2 · 4 2235

x1/2 =+21 3

5 ±√124

9 935

x1/2 =21 3

5 ± 11, 1

9 935

x1 =21 3

5 + 11, 1

9 935

x2 =21 3

5 − 11, 1

9 935

x1 = 3, 54 x2 = 1, 13x4 = 1, 13; 1-fache Nullstellex5 = 3, 54; 1-fache Nullstellef ′′(1, 13) = −11, 1f ′′(1, 13) < 0 ⇒ Hochpunkt:(1, 13/9, 36)f ′′(3, 54) = 11, 1 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(3, 54/− 1, 36)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 1, 13 < x < 3, 54 < x

f ′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞; 1, 13[ ∪ ]3, 54;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]1, 13; 3, 54[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 9

9

35x− 21

3

5= 0

99

35x− 21

3

5= 0 / + 21

3

5

99

35x = 21

3

5/ : 9

9

35

x =21 3

5

9 935

x = 21

3

x6 = 21

3; 1-fache Nullstelle

f ′′′(21

3) = 4

f ′′′(21

3) ̸= 0 ⇒

Wendepunkt:(213/4)

• Kruemmungx < 2 1

3 < xf ′′(x) − 0 +

x ∈]213;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞; 21

3[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 3

0

(119

35x3 − 10

4

5x2 + 18

18

35x

)dx =

[27

70x4 − 3

3

5x3 + 9

9

35x2

]30

=

(27

70· 34 − 3

3

5· 33 + 9

9

35· 32

)−(27

70· 04 − 3

3

5· 03 + 9

9

35· 02

)

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

=

(17

5

14

)− (0) = 17

5

14

A =

∫ 4

3

(119

35x3 − 10

4

5x2 + 18

18

35x

)dx =

[27

70x4 − 3

3

5x3 + 9

9

35x2

]43

=

(27

70· 44 − 3

3

5· 43 + 9

9

35· 42

)−(27

70· 34 − 3

3

5· 33 + 9

9

35· 32

)=

(16

16

35

)−(17

5

14

)= − 9

10

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 1 1935 · x3 − 10 4

5 · x2 + 18 1835 · x

Ableitung von f(x)

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −1, 19 · 103 397 −86 2

5

−6 12 −1000 7

20 354 −81 2735

−6 −833 17 315 −77 1

7

−5 12 −685 277 −72 18

35

−5 −555 37 242 −67 31

35

−4 12 −442 17

28 209 −63 935

−4 −345 35 179 −58 22

35

−3 12 −263 1

4 151 −54−3 −194 2

5 125 −49 1335

−2 12 −137 25

28 101 −44 2635

−2 −92 47 80, 2 −40 4

35

−1 12 −57, 3 61, 3 −35 17

35

−1 −30 67 44, 7 −30 6

7

− 12 −12 3

20 30, 5 −26 835

0 0 18, 5 −21 35

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 18, 5 −21 3

512 6 3

4 8, 87 −16 3435

1 9 935 1, 54 −12 12

35

1 12 8 19

28 −3, 47 −7 57

2 6 635 −6, 17 −3 3

35

2 12 2 25

28 −6, 56 1 1935

3 −1, 28 · 10−13 −4 76121 6 6

35

3 12 −1 7

20 −0, 385 10 45

4 −2, 56 · 10−13 6, 17 15 37

4 12 5, 21 15 20 2

35

5 15 37 26, 2 24 24

35

5 12 31 23

28 39, 7 29 1135

6 55 1935 55, 5 33 33

35

6 12 87 3

4 73, 7 38 47

7 129 35 94, 1 43 1

5

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Page 209: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (28)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = −2x3 + 6x2 = −2x2(x− 3)f ′ (x) = −6x2 + 12x = −6x(x− 2)f ′′ (x) = −12x+ 12 = −12(x− 1)f ′′′ (x) = −12F (x) =

∫(−2x3 + 6x2)dx = − 1

2x4 + 2x3 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3(−2 +

6

x)

limx→∞

f (x) = [−2 · ∞3] = −∞lim

x→−∞f (x) = [−2 · (−∞)3] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = −2 · (−x)3 + 6 · (−x)2

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = −2x3 + 6x2 = 0x2(−2x+ 6) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −2x+ 6 = 0− 2x+ 6 = 0 /− 6− 2x = −6 / : (−2)

x =−6

−2x = 3x1 = 0; 2-fache Nullstellex2 = 3; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < 0 < x < 3 < x

f(x) + 0 + 0 −

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]0; 3[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]3;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −6x2 + 12x = 0x(−6x+ 12) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −6x+ 12 = 0− 6x+ 12 = 0 /− 12− 6x = −12 / : (−6)

x =−12

−6x = 2x3 = 0; 1-fache Nullstellex4 = 2; 1-fache Nullstellef ′′(0) = 12 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(0/0)f ′′(2) = −12f ′′(2) < 0 ⇒ Hochpunkt:(2/8)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 0 < x < 2 < x

f ′(x) − 0 + 0 −

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Page 210: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

x ∈]0; 2[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]2;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = −12x+ 12 = 0

− 12x+ 12 = 0 /− 12− 12x = −12 / : (−12)

x =−12

−12x = 1x5 = 1; 1-fache Nullstellef ′′′(1) = 4f ′′′(1) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(1/4)• Kruemmung

x < 1 < xf ′′(x) + 0 −

x ∈]−∞; 1[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]1;∞[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 3

0

(−2x3 + 6x2

)dx =

[−1

2x4 + 2x3

]30

=

(−1

2· 34 + 2 · 33

)−(−1

2· 04 + 2 · 03

)=

(13

1

2

)− (0) = 13

1

2

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Page 211: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = −2 · x3 + 6 · x2

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 980 −378 96−6 1

2 802 34 −332 90

−6 648 −288 84−5 1

2 514 14 −248 78

−5 400 −210 72−4 1

2 303 34 −176 66

−4 224 −144 60−3 1

2 159 14 −116 54

−3 108 −90 48−2 1

2 68 34 −67, 5 42

−2 40 −48 36−1 1

2 20 14 −31, 5 30

−1 8 −18 24− 1

2 1 34 −7, 5 18

0 0 −0, 000613 12

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 −0, 000613 1212 1 1

4 4, 5 61 4 6 −2, 9 · 10−12

1 12 6 3

4 4, 5 −62 8 −0, 000612 −122 12 6 1

4 −7, 5 −183 0 −18 −243 12 −12 1

4 −31, 5 −304 −32 −48 −364 12 −60 3

4 −67, 5 −425 −100 −90 −485 12 −151 1

4 −116 −546 −216 −144 −606 12 −295 3

4 −176 −667 −392 −210 −72

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Page 212: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (29)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = −2x3 + 6x2 = −2x2(x− 3)f ′ (x) = −6x2 + 12x = −6x(x− 2)f ′′ (x) = −12x+ 12 = −12(x− 1)f ′′′ (x) = −12F (x) =

∫(−2x3 + 6x2)dx = − 1

2x4 + 2x3 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3(−2 +

6

x)

limx→∞

f (x) = [−2 · ∞3] = −∞lim

x→−∞f (x) = [−2 · (−∞)3] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = −2 · (−x)3 + 6 · (−x)2

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = −2x3 + 6x2 = 0x2(−2x+ 6) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −2x+ 6 = 0− 2x+ 6 = 0 /− 6− 2x = −6 / : (−2)

x =−6

−2x = 3x1 = 0; 2-fache Nullstellex2 = 3; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < 0 < x < 3 < x

f(x) + 0 + 0 −

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]0; 3[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]3;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −6x2 + 12x = 0x(−6x+ 12) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −6x+ 12 = 0− 6x+ 12 = 0 /− 12− 6x = −12 / : (−6)

x =−12

−6x = 2x3 = 0; 1-fache Nullstellex4 = 2; 1-fache Nullstellef ′′(0) = 12 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(0/0)f ′′(2) = −12f ′′(2) < 0 ⇒ Hochpunkt:(2/8)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 0 < x < 2 < x

f ′(x) − 0 + 0 −

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

x ∈]0; 2[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]2;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = −12x+ 12 = 0

− 12x+ 12 = 0 /− 12− 12x = −12 / : (−12)

x =−12

−12x = 1x5 = 1; 1-fache Nullstellef ′′′(1) = 4f ′′′(1) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(1/4)• Kruemmung

x < 1 < xf ′′(x) + 0 −

x ∈]−∞; 1[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]1;∞[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 3

0

(−2x3 + 6x2

)dx =

[−1

2x4 + 2x3

]30

=

(−1

2· 34 + 2 · 33

)−(−1

2· 04 + 2 · 03

)=

(13

1

2

)− (0) = 13

1

2

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Page 214: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = −2 · x3 + 6 · x2

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 980 −378 96−6 1

2 802 34 −332 90

−6 648 −288 84−5 1

2 514 14 −248 78

−5 400 −210 72−4 1

2 303 34 −176 66

−4 224 −144 60−3 1

2 159 14 −116 54

−3 108 −90 48−2 1

2 68 34 −67, 5 42

−2 40 −48 36−1 1

2 20 14 −31, 5 30

−1 8 −18 24− 1

2 1 34 −7, 5 18

0 0 −0, 000613 12

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 −0, 000613 1212 1 1

4 4, 5 61 4 6 −2, 9 · 10−12

1 12 6 3

4 4, 5 −62 8 −0, 000612 −122 12 6 1

4 −7, 5 −183 0 −18 −243 12 −12 1

4 −31, 5 −304 −32 −48 −364 12 −60 3

4 −67, 5 −425 −100 −90 −485 12 −151 1

4 −116 −546 −216 −144 −606 12 −295 3

4 −176 −667 −392 −210 −72

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Page 215: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (30)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 5 2

5x3 + 27x2 + 32 2

5x = 5 25 (x+ 3)(x+ 2)x

f ′ (x) = 16 15x

2 + 54x+ 32 25 = 16 1

5 (x+ 2, 55)(x+ 0, 785)f ′′ (x) = 32 2

5x+ 54 = 32 25 (x+ 1 2

3 )f ′′′ (x) = 32 2

5F (x) =

∫(5 2

5x3 + 27x2 + 32 2

5x)dx = 1 720x

4 + 9x3 + 16 15x

2 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3(5 2

5 +27

x+

32 25

x2)

limx→∞

f (x) = [5 25 · ∞3] = ∞

limx→−∞

f (x) = [5 25 · (−∞)3] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 5 2

5 · (−x)3 + 27 · (−x)2 + 32 25 · (−x)

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 5 2

5x3 + 27x2 + 32 2

5x = 0x(5 2

5x2 + 27x+ 32 2

5 ) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 5 25x

2 + 27x+ 32 25 = 0

5 25x

2 + 27x+ 32 25 = 0

x1/2 =−27±

√272 − 4 · 5 2

5 · 32 25

2 · 5 25

x1/2 =−27±

√29 4

25

10 45

x1/2 =−27± 5 2

5

10 45

x1 =−27 + 5 2

5

10 45

x2 =−27− 5 2

5

10 45

x1 = −2 x2 = −3x1 = −3; 1-fache Nullstellex2 = −2; 1-fache Nullstellex3 = 0; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −3 < x < −2 < x < 0 < x

f(x) − 0 + 0 − 0 +

x ∈]− 3;−2[ ∪ ]0;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−3[ ∪ ]− 2; 0[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 16

1

5x2 + 54x+ 32

2

5= 0

161

5x2 + 54x+ 32

2

5= 0

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Page 216: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

x1/2 =−54±

√542 − 4 · 16 1

5 · 32 25

2 · 16 15

x1/2 =−54±

√816 12

25

32 25

x1/2 =−54± 28, 6

32 25

x1 =−54 + 28, 6

32 25

x2 =−54− 28, 6

32 25

x1 = −0, 785 x2 = −2, 55x4 = −2, 55; 1-fache Nullstellex5 = −0, 785; 1-fache Nullstellef ′′(−2, 55) = −28, 6f ′′(−2, 55) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−2, 55/3, 41)

f ′′(−0, 785) = 28, 6 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(−0, 785/− 11, 4)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −2, 55 < x < −0, 785 < x

f ′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−2, 55[ ∪ ]− 0, 785;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]− 2, 55;−0, 785[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 32

2

5x+ 54 = 0

322

5x+ 54 = 0 /− 54

322

5x = −54 / : 32

2

5

x =−54

32 25

x = −12

3

x6 = −12

3; 1-fache Nullstelle

f ′′′(−12

3) = −4

f ′′′(−12

3) ̸= 0 ⇒

Wendepunkt:(−12

3/− 4)

• Kruemmungx < −1 2

3 < xf ′′(x) − 0 +

x ∈]− 12

3;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞;−12

3[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ −2

−3

(52

5x3 + 27x2 + 32

2

5x

)dx =

[17

20x4 + 9x3 + 16

1

5x2

]−2

−3

=

(17

20· (−2)4 + 9 · (−2)3 + 16

1

5· (−2)2

)−(17

20· (−3)4 + 9 · (−3)3 + 16

1

5· (−3)2

)

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Page 217: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

=

(14

2

5

)−(12

3

20

)= 2

1

4

A =

∫ 0

−2

(52

5x3 + 27x2 + 32

2

5x

)dx =

[17

20x4 + 9x3 + 16

1

5x2

]0−2

=

(17

20· 04 + 9 · 03 + 16

1

5· 02

)−(17

20· (−2)4 + 9 · (−2)3 + 16

1

5· (−2)2

)= (0)−

(14

2

5

)= −14

2

5

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 5 25 · x3 + 27 · x2 + 32 2

5 · x

Ableitung von f(x)

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Page 218: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −756 448 −172 4

5

−6 12 −552 33

40 366 −156 35

−6 −388 45 292 −140 2

5

−5 12 −259 7

8 225 −124 15

−5 −162 167 −108−4 1

2 −91 18 117 −91 4

5

−4 −43 15 75, 6 −75 3

5

−3 12 −14 7

40 41, 9 −59 25

−3 0 16, 2 −43 15

−2 12 3 3

8 −1, 35 −27−2 0 −10, 8 −10 4

5

−1 12 −6 3

40 −12, 1 5 25

−1 −10 45 −5, 4 21 3

5

− 12 −10 1

8 9, 45 37 45

0 0 32, 4 54

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 32, 4 5412 23 5

8 63, 5 70 15

1 64 45 103 86 2

5

1 12 127 23

40 150 102 35

2 216 205 118 45

2 12 334 1

8 269 1353 486 340 151 1

5

3 12 675 27

40 420 167 25

4 907 15 508 183 3

5

4 12 1184 5

8 603 199 45

5 1, 51 · 103 707 2165 12 1893 3

8 819 232 15

6 2332 45 940 248 2

5

6 12 2834 13

40 1, 07 · 103 264 35

7 3, 4 · 103 1, 2 · 103 280 45

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Page 219: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (31)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 1

3x3 − x2 − 1 1

3x = 13 (x+ 1)x(x− 4)

f ′ (x) = x2 − 2x− 1 13 = (x+ 0, 528)(x− 2, 53)

f ′′ (x) = 2x− 2 = 2(x− 1)f ′′′ (x) = 2F (x) =

∫( 13x

3 − x2 − 1 13x)dx = 1

12x4 − 1

3x3 − 2

3x2 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3( 13 − 1

x−

1 13

x2)

limx→∞

f (x) = [ 13 · ∞3] = ∞lim

x→−∞f (x) = [ 13 · (−∞)3] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1

3 · (−x)3 − 1 · (−x)2 − 1 13 · (−x)

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 1

3x3 − x2 − 1 1

3x = 0x( 13x

2 − x− 1 13 ) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 1

3x2 − x− 1 1

3 = 0

13x

2 − x− 1 13 = 0

x1/2 =+1±

√(−1)

2 − 4 · 13 ·

(−1 1

3

)2 · 1

3

x1/2 =+1±

√2 79

23

x1/2 =1± 1 2

323

x1 =1 + 1 2

323

x2 =1− 1 2

323

x1 = 4 x2 = −1x1 = −1; 1-fache Nullstellex2 = 0; 1-fache Nullstellex3 = 4; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −1 < x < 0 < x < 4 < x

f(x) − 0 + 0 − 0 +

x ∈]− 1; 0[ ∪ ]4;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−1[ ∪ ]0; 4[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = x2 − 2x− 1

1

3= 0

1x2 − 2x− 11

3= 0

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Page 220: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

x1/2 =+2±

√(−2)

2 − 4 · 1 ·(−1 1

3

)2 · 1

x1/2 =+2±

√9 13

2

x1/2 =2± 3, 06

2

x1 =2 + 3, 06

2x2 =

2− 3, 06

2x1 = 2, 53 x2 = −0, 528x4 = −0, 528; 1-fache Nullstellex5 = 2, 53; 1-fache Nullstellef ′′(−0, 528) = −3, 06f ′′(−0, 528) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−0, 528/0, 376)

f ′′(2, 53) = 3, 06 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(2, 53/− 4, 38)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −0, 528 < x < 2, 53 < x

f ′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−0, 528[ ∪ ]2, 53;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]− 0, 528; 2, 53[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 2x− 2 = 0

2x− 2 = 0 / + 22x = 2 / : 2

x =2

2x = 1x6 = 1; 1-fache Nullstellef ′′′(1) = −2f ′′′(1) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(1/− 2)• Kruemmung

x < 1 < xf ′′(x) − 0 +

x ∈]1;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞; 1[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 0

−1

(1

3x3 − x2 − 1

1

3x

)dx =

[1

12x4 − 1

3x3 − 2

3x2

]0−1

=

(1

12· 04 − 1

3· 03 − 2

3· 02

)−(

1

12· (−1)4 − 1

3· (−1)3 − 2

3· (−1)2

)= (0)−

(−1

4

)=

1

4

A =

∫ 4

0

(1

3x3 − x2 − 1

1

3x

)dx =

[1

12x4 − 1

3x3 − 2

3x2

]40

=

(1

12· 44 − 1

3· 43 − 2

3· 42

)−(

1

12· 04 − 1

3· 03 − 2

3· 02

)=

(−10

2

3

)− (0) = −10

2

3

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Page 221: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 13 · x3 − 1 · x2 − 1 1

3 · x

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −154 61, 7 −16−6 1

2 −125 18 53, 9 −15

−6 −100 46, 7 −14−5 1

2 −78 38 39, 9 −13

−5 −60 33, 7 −12−4 1

2 −44 58 27, 9 −11

−4 −32 22, 7 −10−3 1

2 −21 78 17, 9 −9

−3 −14 13, 7 −8−2 1

2 −8 18 9, 92 −7

−2 −4 6, 67 −6−1 1

2 −1 38 3, 92 −5

−1 −3, 11 · 10−15 1, 67 −4− 1

238 −0, 0832 −3

0 0 −1, 33 −2

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 −1, 33 −212 − 7

8 −2, 08 −11 −2 −2, 33 −1, 45 · 10−12

1 12 −3 1

8 −2, 08 12 −4 −1, 33 22 12 −4 3

8 −0, 0832 33 −4 1, 67 43 12 −2 5

8 3, 92 54 −8, 88 · 10−15 6, 67 64 12 4 1

8 9, 92 75 10 13, 7 85 12 17 7

8 17, 9 96 28 22, 7 106 12 40 5

8 27, 9 117 56 33, 7 12

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Page 222: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (32)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = − 12

125x3 − 0, 193x2 + 1 19

35x+ 3 335 = − 12

125 (x+ 4, 02)(x+ 2)(x− 4, 01)f ′ (x) = − 36

125x2 − 0, 386x+ 1 19

35 = − 36125 (x+ 3, 08)(x− 1, 74)

f ′′ (x) = − 72125x− 0, 386 = − 72

125 (x+ 0, 67)f ′′′ (x) = − 72

125F (x) =

∫(− 12

125x3 − 0, 193x2 + 1 19

35x+ 3 335 )dx = − 3

125x4 − 0, 0643x3 + 27

35x2 + 3 3

35x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3(− 12

125 − 0, 193

x+

1 1935

x2+

3 335

x3)

limx→∞

f (x) = [− 12125 · ∞3] = −∞

limx→−∞

f (x) = [− 12125 · (−∞)3] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = − 12

125 · (−x)3 − 0, 193 · (−x)2 + 1 1935 · (−x) + 3 3

35keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = − 12

125x3 − 0, 193x2 + 1 19

35x+ 3 335 = 0

− 12125x

3 − 0, 193x2 + 1 1935x+ 3 3

35 = 0

NumerischeSuche :x1 = −4, 02; 1-fache Nullstellex2 = −2; 1-fache Nullstellex3 = 4, 01; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −4, 02 < x < −2 < x < 4, 01 < x

f(x) + 0 − 0 + 0 −

x ∈]−∞;−4, 02[ ∪ ]− 2; 4, 01[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]− 4, 02;−2[ ∪ ]4, 01;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = − 36

125x2 − 0, 386x+ 1 19

35 = 0

− 36125x

2 − 0, 386x+ 1 1935 = 0

x1/2 =+0, 386±

√(−0, 386)

2 − 4 ·(− 36

125

)· 1 19

35

2 ·(− 36

125

)x1/2 =

+0, 386±√1, 93

− 72125

x1/2 =0, 386± 1, 39

− 72125

x1 =0, 386 + 1, 39

− 72125

x2 =0, 386− 1, 39

− 72125

x1 = −3, 08 x2 = 1, 74x4 = −3, 08; 1-fache Nullstellex5 = 1, 74; 1-fache Nullstelle

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Page 223: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

f ′′(−3, 08) = 1, 39 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(−3, 08/− 0, 692)

f ′′(1, 74) = −1, 39f ′′(1, 74) < 0 ⇒ Hochpunkt:(1, 74/4, 68)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −3, 08 < x < 1, 74 < x

f ′(x) − 0 + 0 −

x ∈]− 3, 08; 1, 74[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞;−3, 08[ ∪ ]1, 74;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = − 72

125x− 0, 386 = 0

− 72

125x− 0, 386 = 0 / + 0, 386

− 72

125x = 0, 386 / :

(− 72

125

)x =

0, 386

− 72125

x = −0, 67x6 = −0, 67; 1-fache Nullstellef ′′′(−0, 67) = 1, 99f ′′′(−0, 67) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(−0, 67/1, 99)• Kruemmung

x < −0, 67 < xf ′′(x) + 0 −

x ∈]−∞;−0, 67[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]− 0, 67;∞[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ −2

−4,02

(− 12

125x3 − 0, 193x2 + 1

19

35x+ 3

3

35

)dx =

[− 3

125x4 − 0, 0643x3 +

27

35x2 + 3

3

35x

]−2

−4,02

=

(− 3

125· (−2)4 − 0, 0643 · (−2)3 +

27

35· (−2)2 + 3

3

35· (−2)

)−(− 3

125· (−4, 02)4 − 0, 0643 · (−4, 02)3 +

27

35· (−4, 02)2 + 3

3

35· (−4, 02)

)= (−2, 96)− (−2, 03) = −0, 929

A =

∫ 4,01

−2

(− 12

125x3 − 0, 193x2 + 1

19

35x+ 3

3

35

)dx =

[− 3

125x4 − 0, 0643x3 +

27

35x2 + 3

3

35x

]4,01−2

=

(− 3

125· 4, 014 − 0, 0643 · 4, 013 + 27

35· 4, 012 + 3

3

35· 4, 01

)−(− 3

125· (−2)4 − 0, 0643 · (−2)3 +

27

35· (−2)2 + 3

3

35· (−2)

)= (14, 4)− (−2, 96) = 17, 4

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = − 12125 · x3 − 0, 193 · x2 + 1 19

35 · x+ 3 335

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 15, 8 −9, 87 3, 65−6 1

2 11, 3 −8, 12 3, 36−6 7, 62 −6, 51 3 7

100

−5 12 4, 73 −5, 05 2, 78

−5 2, 55 −3, 73 2, 49−4 1

2 0, 983 −2, 55 2, 21−4 −0, 0297 −1, 52 1, 92−3 1

2 −0, 563 −0, 634 1 63100

−3 −0, 688 0, 109 1, 34−2 1

2 −0, 478 0, 708 1, 05−2 −0, 004 1, 16 0, 766−1 1

2 0, 661 1, 47 0, 478−1 1, 45 1, 64 19

100

− 12 2, 28 1, 66 −0, 0980 3 3

35 1, 54 −0, 386

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 3 3

35 1, 54 −0, 38612 3, 8 1, 28 −0, 6741 4, 34 0, 869 −0, 9621 12 4, 64 0, 316 −1 1

4

2 4, 63 −0, 381 −1, 542 12 4, 24 −1, 22 −1, 833 3, 39 −2, 21 −2, 113 12 2, 01 −3, 34 −2, 44 0, 0251 −4, 61 −2 69

100

4 12 −2, 63 −6, 03 −2, 985 −6 1

40 −7, 59 −3, 275 12 −10, 2 −9, 29 −3, 556 −15, 3 −11, 1 −3, 846 12 −21, 4 −13, 1 −4 13

100

7 −28, 5 −15, 3 −4, 42

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Page 225: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (33)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = − 27

56x3 − 27

28x2 + 2 23

56x+ 2 2528 = − 27

56 (x+ 3)(x+ 1)(x− 2)f ′ (x) = −1 25

56x2 − 1 13

14x+ 2 2356 = −1 25

56 (x+ 2, 12)(x− 0, 786)f ′′ (x) = −2 25

28x− 1 1314 = −2 25

28 (x+ 23 )

f ′′′ (x) = −2 2528

F (x) =∫(− 27

56x3 − 27

28x2 + 2 23

56x+ 2 2528 )dx = −0, 121x4 − 9

28x3 + 1 23

112x2 + 2 25

28x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3(− 27

56 −2728

x+

2 2356

x2+

2 2528

x3)

limx→∞

f (x) = [− 2756 · ∞3] = −∞

limx→−∞

f (x) = [− 2756 · (−∞)3] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = − 27

56 · (−x)3 − 2728 · (−x)2 + 2 23

56 · (−x) + 2 2528

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = − 27

56x3 − 27

28x2 + 2 23

56x+ 2 2528 = 0

− 2756x

3 − 2728x

2 + 2 2356x+ 2 25

28 = 0

NumerischeSuche :x1 = −3; 1-fache Nullstellex2 = −1; 1-fache Nullstellex3 = 2; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −3 < x < −1 < x < 2 < x

f(x) + 0 − 0 + 0 −

x ∈]−∞;−3[ ∪ ]− 1; 2[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]− 3;−1[ ∪ ]2;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −1 25

56x2 − 1 13

14x+ 2 2356 = 0

− 1 2556x

2 − 1 1314x+ 2 23

56 = 0

x1/2 =+1 13

14 ±√(

−1 1314

)2 − 4 ·(−1 25

56

)· 2 23

56

2 ·(−1 25

56

)x1/2 =

+1 1314 ±

√17, 7

−2 2528

x1/2 =1 1314 ± 4, 2

−2 2528

x1 =1 1314 + 4, 2

−2 2528

x2 =1 1314 − 4, 2

−2 2528

x1 = −2, 12 x2 = 0, 786x4 = −2, 12; 1-fache Nullstellex5 = 0, 786; 1-fache Nullstelle

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

f ′′(−2, 12) = 4, 2 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(−2, 12/− 1, 96)

f ′′(0, 786) = −4, 2f ′′(0, 786) < 0 ⇒ Hochpunkt:(0, 786/3, 96)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −2, 12 < x < 0, 786 < x

f ′(x) − 0 + 0 −

x ∈]− 2, 12; 0, 786[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞;−2, 12[ ∪ ]0, 786;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = −2

25

28x− 1

13

14= 0

− 225

28x− 1

13

14= 0 / + 1

13

14

− 225

28x = 1

13

14/ :

(−2

25

28

)x =

1 1314

−2 2528

x = −2

3

x6 = −2

3; 1-fache Nullstelle

f ′′′(−2

3) = 1

f ′′′(−2

3) ̸= 0 ⇒

Wendepunkt:(−2

3/1)

• Kruemmungx < − 2

3 < xf ′′(x) + 0 −

x ∈]−∞;−2

3[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]− 2

3;∞[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ −1

−3

(−27

56x3 − 27

28x2 + 2

23

56x+ 2

25

28

)dx =

[−0, 121x4 − 9

28x3 + 1

23

112x2 + 2

25

28x

]−1

−3

=

(−0, 121 · (−1)4 − 9

28· (−1)3 + 1

23

112· (−1)2 + 2

25

28· (−1)

)−(−0, 121 · (−3)4 − 9

28· (−3)3 + 1

23

112· (−3)2 + 2

25

28· (−3)

)= (−1, 49)− (1, 08) = −2

4

7

A =

∫ 2

−1

(−27

56x3 − 27

28x2 + 2

23

56x+ 2

25

28

)dx =

[−0, 121x4 − 9

28x3 + 1

23

112x2 + 2

25

28x

]2−1

=

(−0, 121 · 24 − 9

28· 23 + 1

23

112· 22 + 2

25

28· 2)−

(−0, 121 · (−1)4 − 9

28· (−1)3 + 1

23

112· (−1)2 + 2

25

28· (−1)

)=

(63

28

)− (−1, 49) = 7

19

32

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = − 2756 · x3 − 27

28 · x2 + 2 2356 · x+ 2 25

28

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 104 1

7 −55 18 928

−6 12 78 57

64 −46, 2 16 78

−6 57 67 −38, 1 15 3

7

−5 12 40, 7 −30, 7 13 55

56

−5 27 −24, 1 12 1528

−4 12 16 29

64 −18, 2 11 556

−4 8 1928 −13 9 9

14

−3 12 3, 31 −8, 56 8 11

56

−3 −1, 64 · 10−14 −4, 82 6 34

−2 12 −1, 63 −1, 81 5 17

56

−2 −1 1314 0, 482 3 6

7

−1 12 −1 17

64 2, 05 2 2356

−1 −6, 66 · 10−15 2, 89 2728

− 12 1, 51 3, 01 − 27

56

0 2 2528 2, 41 −1 13

14

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 2 25

28 2, 41 −1 1314

12 3 51

64 1, 08 −3 38

1 3 67 −0, 964 −4 23

28

1 12 2, 71 −3, 74 −6 15

56

2 8, 44 · 10−15 −7, 23 −7 57

2 12 −4 41

64 −11, 5 −9 956

3 −11 47 −16, 4 −10 17

28

3 12 −21, 2 −22, 1 −12 3

56

4 −33 34 −28, 4 −13 1

2

4 12 −49, 7 −35, 6 −14 53

56

5 −69 37 −43, 4 −16 11

28

5 12 −93 15

64 −52 −17 4756

6 −121 12 −61, 2 −19 2

7

6 12 −155 −71, 2 −20 41

56

7 −192 67 −82 −22 5

28

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (34)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = −13 1

2x3 − 67 1

2x2 − 108x− 54 = −13 1

2 (x+ 2)2(x+ 1)f ′ (x) = −40 1

2x2 − 135x− 108 = −40 1

2 (x+ 2)(x+ 1 13 )

f ′′ (x) = −81x− 135 = −81(x+ 1 23 )

f ′′′ (x) = −81F (x) =

∫(−13 1

2x3 − 67 1

2x2 − 108x− 54)dx = −3 3

8x4 − 22 1

2x3 − 54x2 − 54x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3(−13 1

2 −67 1

2

x− 108

x2− 54

x3)

limx→∞

f (x) = [−13 12 · ∞3] = −∞

limx→−∞

f (x) = [−13 12 · (−∞)3] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = −13 1

2 · (−x)3 − 67 12 · (−x)2 − 108 · (−x)− 54

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = −13 1

2x3 − 67 1

2x2 − 108x− 54 = 0

− 13 12x

3 − 67 12x

2 − 108x− 54 = 0

Nullstelle für Polynmomdivision erraten: − 1(−13 1

2x3 −67 1

2x2 −108x −54 ) : (x+ 1) = −13 1

2x2 − 54x− 54

−(−13 12x3 −13 1

2x2)

−54x2 −108x −54−(−54x2 −54x)

−54x −54−(−54x −54)

0

− 13 12x

2 − 54x− 54 = 0

x1/2 =+54±

√(−54)

2 − 4 ·(−13 1

2

)· (−54)

2 ·(−13 1

2

)x1/2 =

+54±√0

−27

x1/2 =54± 0

−27

x1 =54 + 0

−27x2 =

54− 0

−27x1 = −2 x2 = −2x1 = −2; 2-fache Nullstellex2 = −1; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −2 < x < −1 < x

f(x) + 0 + 0 −

x ∈]−∞;−2[ ∪ ]− 2;−1[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]− 1;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −40

1

2x2 − 135x− 108 = 0

− 401

2x2 − 135x− 108 = 0

x1/2 =+135±

√(−135)

2 − 4 ·(−40 1

2

)· (−108)

2 ·(−40 1

2

)x1/2 =

+135±√729

−81

x1/2 =135± 27

−81

x1 =135 + 27

−81x2 =

135− 27

−81

x1 = −2 x2 = −11

3x3 = −2; 1-fache Nullstelle

x4 = −11

3; 1-fache Nullstelle

f ′′(−2) = 27 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(−2/0)

f ′′(−11

3) = −27

f ′′(−11

3) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−1

1

3/2)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −2 < x < −1 1

3 < xf ′(x) − 0 + 0 −

x ∈]− 2;−11

3[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞;−2[ ∪ ]− 11

3;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = −81x− 135 = 0

− 81x− 135 = 0 / + 135− 81x = 135 / : (−81)

x =135

−81

x = −12

3

x5 = −12

3; 1-fache Nullstelle

f ′′′(−12

3) = 1

f ′′′(−12

3) ̸= 0 ⇒

Wendepunkt:(−12

3/1)

• Kruemmungx < −1 2

3 < xf ′′(x) + 0 −

x ∈]−∞;−12

3[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]− 12

3;∞[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ −1

−2

(−13

1

2x3 − 67

1

2x2 − 108x− 54

)dx =

[−3

3

8x4 − 22

1

2x3 − 54x2 − 54x

]−1

−2

=

(−3

3

8· (−1)4 − 22

1

2· (−1)3 − 54 · (−1)2 − 54 · (−1)

)−

(−3

3

8· (−2)4 − 22

1

2· (−2)3 − 54 · (−2)2 − 54 · (−2)

)=

(19

1

8

)− (18) = 1

1

8

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = −13 12 · x3 − 67 1

2 · x2 − 108 · x− 54

Ableitung von f(x)

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 2, 03 · 103 −1, 15 · 103 432−6 1

2 1503 916 −942 391 1

2

−6 1, 08 · 103 −756 351−5 1

2 744 316 −591 310 1

2

−5 486 −446 270−4 1

2 295 516 −321 229 1

2

−4 162 −216 189−3 1

2 75 1516 −132 148 1

2

−3 27 −67, 5 108−2 1

2 5 116 −23, 6 67 1

2

−2 0 −0, 00413 27−1 1

2 1 1116 3, 37 −13 1

2

−1 0 −13, 5 −54− 1

2 −15 316 −50, 6 −94 1

2

0 −54 −108 −135

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 −54 −108 −13512 −126 9

16 −186 −175 12

1 −243 −284 −2161 12 −413 7

16 −402 −256 12

2 −648 −540 −2972 12 −956 13

16 −699 −337 12

3 −1, 35 · 103 −878 −3783 12 −1837 11

16 −1, 08 · 103 −418 12

4 −2, 43 · 103 −1, 3 · 103 −4594 12 −3137 1

16 −1, 54 · 103 −499 12

5 −3, 97 · 103 −1, 8 · 103 −5405 12 −4935 15

16 −2, 08 · 103 −580 12

6 −6, 05 · 103 −2, 38 · 103 −6216 12 −7315 5

16 −2, 7 · 103 −661 12

7 −8, 75 · 103 −3, 04 · 103 −702

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (35)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 1

18x3 − 1

2x2 + 6 = 1

18 (x+ 3)(x− 6)2

f ′ (x) = 16x

2 − x = 16x(x− 6)

f ′′ (x) = 13x− 1 = 1

3 (x− 3)f ′′′ (x) = 1

3F (x) =

∫( 118x

3 − 12x

2 + 6)dx = 172x

4 − 16x

3 + 6x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3( 1

18 −12

x+

6

x3)

limx→∞

f (x) = [ 118 · ∞3] = ∞

limx→−∞

f (x) = [ 118 · (−∞)3] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1

18 · (−x)3 − 12 · (−x)2 + 6

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 1

18x3 − 1

2x2 + 6 = 0

118x

3 − 12x

2 + 6 = 0

NumerischeSuche :x1 = −3; 1-fache Nullstellex2 = 6; 2-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −3 < x < 6 < x

f(x) − 0 + 0 +

x ∈]− 3; 6[ ∪ ]6;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−3[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 1

6x2 − x = 0

x( 16x− 1) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 16x− 1 = 0

16x− 1 = 0 / + 116x = 1 / : 1

6

x =116

x = 6x3 = 0; 1-fache Nullstellex4 = 6; 1-fache Nullstellef ′′(0) = −1f ′′(0) < 0 ⇒ Hochpunkt:(0/6)f ′′(6) = 1 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(6/7, 11 · 10−15)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 0 < x < 6 < x

f ′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]6;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

x ∈]0; 6[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) =

1

3x− 1 = 0

1

3x− 1 = 0 / + 1

1

3x = 1 / :

1

3

x =113

x = 3x5 = 3; 1-fache Nullstellef ′′′(3) = 3f ′′′(3) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(3/3)• Kruemmung

x < 3 < xf ′′(x) − 0 +

x ∈]3;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞; 3[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 6

−3

(1

18x3 − 1

2x2 + 6

)dx =

[1

72x4 − 1

6x3 + 6x

]6−3

=

(1

72· 64 − 1

6· 63 + 6 · 6

)−(

1

72· (−3)4 − 1

6· (−3)3 + 6 · (−3)

)= (18)−

(−12

3

8

)= 30

3

8

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 118 · x3 − 1

2 · x2 + 6

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −37 5

9 15, 2 −3 13

−6 12 −30, 4 13, 5 −3 1

6

−6 −24 12 −3−5 1

2 −18, 4 10, 5 −2 56

−5 −13 49 9, 17 −2 2

3

−4 12 −9 3

16 7, 88 −2 12

−4 −5 59 6, 67 −2 1

3

−3 12 −2, 51 5, 54 −2 1

6

−3 −1, 78 · 10−15 4, 5 −2−2 1

2 2, 01 3, 54 −1 56

−2 3 59 2, 67 −1 2

3

−1 12 4 11

16 1, 88 −1 12

−1 5 49 1, 17 −1 1

3

− 12 5, 87 0, 542 −1 1

6

0 6 1, 7 · 10−5 −1

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 6 1, 7 · 10−5 −112 5, 88 −0, 458 − 5

6

1 5 59 −0, 833 − 2

3

1 12 5 1

16 −1, 12 − 12

2 4 49 −1, 33 − 1

3

2 12 3, 74 −1, 46 − 1

6

3 3 −1, 5 03 12 2, 26 −1, 46 1

6

4 1 59 −1, 33 1

3

4 12

1516 −1, 12 1

2

5 49 −0, 833 2

3

5 12 0, 118 −0, 458 5

6

6 1, 07 · 10−14 1, 7 · 10−5 16 12 0, 132 0, 542 1 1

6

7 59 1, 17 1 1

3

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (36)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = x3 − 6x2 + 9x = x(x− 3)2

f ′ (x) = 3x2 − 12x+ 9 = 3(x− 1)(x− 3)f ′′ (x) = 6x− 12 = 6(x− 2)f ′′′ (x) = 6F (x) =

∫(x3 − 6x2 + 9x)dx = 1

4x4 − 2x3 + 4 1

2x2 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3(1− 6

x+

9

x2)

limx→∞

f (x) = [1 · ∞3] = ∞lim

x→−∞f (x) = [1 · (−∞)3] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1 · (−x)3 − 6 · (−x)2 + 9 · (−x)keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = x3 − 6x2 + 9x = 0x(x2 − 6x+ 9) = 0 ⇒ x = 0 ∨ x2 − 6x+ 9 = 0

1x2 − 6x+ 9 = 0

x1/2 =+6±

√(−6)

2 − 4 · 1 · 92 · 1

x1/2 =+6±

√0

2

x1/2 =6± 0

2

x1 =6 + 0

2x2 =

6− 0

2x1 = 3 x2 = 3x1 = 0; 1-fache Nullstellex2 = 3; 2-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < 0 < x < 3 < x

f(x) − 0 + 0 +

x ∈]0; 3[ ∪ ]3;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞; 0[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 3x2 − 12x+ 9 = 0

3x2 − 12x+ 9 = 0

x1/2 =+12±

√(−12)

2 − 4 · 3 · 92 · 3

x1/2 =+12±

√36

6

x1/2 =12± 6

6

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

x1 =12 + 6

6x2 =

12− 6

6x1 = 3 x2 = 1x3 = 1; 1-fache Nullstellex4 = 3; 1-fache Nullstellef ′′(1) = −6f ′′(1) < 0 ⇒ Hochpunkt:(1/4)f ′′(3) = 6 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(3/0)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 1 < x < 3 < x

f ′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞; 1[ ∪ ]3;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]1; 3[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 6x− 12 = 0

6x− 12 = 0 / + 126x = 12 / : 6

x =12

6x = 2x5 = 2; 1-fache Nullstellef ′′′(2) = 2f ′′′(2) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(2/2)• Kruemmung

x < 2 < xf ′′(x) − 0 +

x ∈]2;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞; 2[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 3

0

(x3 − 6x2 + 9x

)dx =

[1

4x4 − 2x3 + 4

1

2x2

]30

=

(1

4· 34 − 2 · 33 + 4

1

2· 32

)−(1

4· 04 − 2 · 03 + 4

1

2· 02

)=

(63

4

)− (0) = 6

3

4

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 1 · x3 − 6 · x2 + 9 · x

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −700 240 −54−6 1

2 −586 58 214 −51

−6 −486 189 −48−5 1

2 −397 38 166 −45

−5 −320 144 −42−4 1

2 −253 18 124 −39

−4 −196 105 −36−3 1

2 −147 78 87, 8 −33

−3 −108 72 −30−2 1

2 −75 58 57, 8 −27

−2 −50 45 −24−1 1

2 −30 38 33, 8 −21

−1 −16 24 −18− 1

2 −6 18 15, 8 −15

0 0 9 −12

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 9 −1212 3 1

8 3, 75 −91 4 0, 000306 −61 12 3 3

8 −2, 25 −32 2 −3 −5, 8 · 10−12

2 12

58 −2, 25 3

3 0 0, 000306 63 12

78 3, 75 9

4 4 9 124 12 10 1

8 15, 8 155 20 24 185 12 34 3

8 33, 8 216 54 45 246 12 79 5

8 57, 8 277 112 72 30

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

Aufgabe (37)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 1

10x3 − 3 1

5x = 110 (x+ 5, 66)x(x− 5, 66)

f ′ (x) = 310x

2 − 3 15 = 3

10 (x+ 3, 27)(x− 3, 27)f ′′ (x) = 3

5x = 35x

f ′′′ (x) = 35

F (x) =∫( 110x

3 − 3 15x)dx = 1

40x4 − 1 3

5x2 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3( 1

10 −3 15

x2)

limx→∞

f (x) = [ 110 · ∞3] = ∞

limx→−∞

f (x) = [ 110 · (−∞)3] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1

10 · (−x)3 − 3 15 · (−x)

f (−x) = −(

110 · x3 − 3 1

5 · x)

f (−x) = −f (x) → Symmetrie zum Ursprung:

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 1

10x3 − 3 1

5x = 0x( 1

10x2 − 3 1

5 ) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 110x

2 − 3 15 = 0

110x

2 − 3 15 = 0 / + 3 1

5110x

2 = 3 15 / : 1

10

x2 =3 15110

x = ±√32

x1 = 5, 66 x2 = −5, 66x1 = −5, 66; 1-fache Nullstellex2 = 0; 1-fache Nullstellex3 = 5, 66; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −5, 66 < x < 0 < x < 5, 66 < x

f(x) − 0 + 0 − 0 +

x ∈]− 5, 66; 0[ ∪ ]5, 66;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−5, 66[ ∪ ]0; 5, 66[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) =

3

10x2 − 3

1

5= 0

3

10x2 − 3

1

5= 0 / + 3

1

53

10x2 = 3

1

5/ :

3

10

x2 =3 15310

x = ±√10

2

3x1 = 3, 27 x2 = −3, 27x4 = −3, 27; 1-fache Nullstelle

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

x5 = 3, 27; 1-fache Nullstellef ′′(−3, 27) = −1, 96f ′′(−3, 27) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−3, 27/6, 97)

f ′′(3, 27) = 1, 96 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(3, 27/− 6, 97)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −3, 27 < x < 3, 27 < x

f ′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−3, 27[ ∪ ]3, 27;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]− 3, 27; 3, 27[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) =

3

5x = 0

x = 0 ⇒ x = 0x6 = 0; 1-fache Nullstellef ′′′(0) = 0f ′′′(0) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(0/0)• Kruemmung

x < 0 < xf ′′(x) − 0 +

x ∈]0;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞; 0[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 0

−5,66

(1

10x3 − 3

1

5x

)dx =

[1

40x4 − 1

3

5x2

]0−5,66

=

(1

40· 04 − 1

3

5· 02

)−(

1

40· (−5, 66)4 − 1

3

5· (−5, 66)2

)= (0)−

(−25

3

5

)= 25

3

5

A =

∫ 5,66

0

(1

10x3 − 3

1

5x

)dx =

[1

40x4 − 1

3

5x2

]5,660

=

(1

40· 5, 664 − 1

3

5· 5, 662

)−

(1

40· 04 − 1

3

5· 02

)=

(−25

3

5

)− (0) = −25

3

5

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Kubische Funktionen f (x) = ax3 + bx2 + cx+ d Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 110 · x3 − 3 1

5 · x

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −11 9

10 11, 5 −4 15

−6 12 −6 53

80 9, 48 −3 910

−6 −2 25 7, 6 −3 3

5

−5 12

7780 5, 88 −3 3

10

−5 3 12 4, 3 −3

−4 12 5 23

80 2, 88 −2 710

−4 6 25 1, 6 −2 2

5

−3 12 6 73

80 0, 475 −2 110

−3 6 910 −0, 5 −1 4

5

−2 12 6 7

16 −1, 32 −1 12

−2 5 35 −2 −1 1

5

−1 12 4 37

80 −2, 52 − 910

−1 3 110 −2, 9 − 3

5

− 12 1 47

80 −3, 12 − 310

0 0 −3, 2 0

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 −3, 2 012 −1 47

80 −3, 12 310

1 −3 110 −2, 9 3

5

1 12 −4 37

80 −2, 52 910

2 −5 35 −2 1 1

5

2 12 −6 7

16 −1, 32 1 12

3 −6 910 −0, 5 1 4

5

3 12 −6 73

80 0, 475 2 110

4 −6 25 1, 6 2 2

5

4 12 −5 23

80 2, 88 2 710

5 −3 12 4, 3 3

5 12 − 77

80 5, 88 3 310

6 2 25 7, 6 3 3

5

6 12 6 53

80 9, 48 3 910

7 11 910 11, 5 4 1

5

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e

4 Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx + e

4.1 Aufgaben(1) f (x) = 1

20x4 − x2 + 3 1

5(2) f (x) = x4 − 4x3 + 4x2

(3) f (x) = − 12x

4 − 12x

3 + 4x2 + 6x(4) f (x) = x4 − 4x3 + 2x2 + 4(5) f (x) = x4 − 4x3 − 16x− 16(6) f (x) = x4 − 18x2 + 81(7) f (x) = −5 2

5x4 − 37 4

5x3 − 75 3

5x2 − 43 1

5x(8) f (x) = −6 3

4x4 − 13 1

2x3

(9) f (x) = 23x

4 + 2x3 − 2 23x

2 − 8x(10) f (x) = − 1

4x4 + 2

3x3

(11) f (x) = − 14x

4 + 23x

3

(12) f (x) = x4 + 16(13) f (x) = x4 − 16(14) f (x) = x4 − 3x3

(15) f (x) = 12x

4 + 2x(16) f (x) = − 1

6x4 + 2x2

(17) f (x) = 12x

4 − 3x3 + 5x2

(18) f (x) = −x4 + 3x2 + 2x(19) f (x) = −x4 + 3x3 − 4x(20) f (x) = 4x4 + 5x3 − 6x2

(21) f (x) = x4 − 2x2 + 1(22) f (x) = x4 + 2x2 + 1(23) f (x) = x4 − 13x2 + 36(24) f (x) = x4 + x3 − 7x2 − x+ 7(25) f (x) = 4 1

2x3 + 3x2 − 10x− 12

(26) f (x) = 2x4 + 24x3 + 18x2 + 124x− 48(27) f (x) = −6x4 + 72x3 − 324x2 + 648x− 486

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

4.2 LösungenAufgabe (1)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 1

20x4 − x2 + 3 1

5 = 120 (x+ 4)(x+ 2)(x− 2)(x− 4)

f ′ (x) = 15x

3 − 2x = 15 (x+ 3, 16)x(x− 3, 16)

f ′′ (x) = 35x

2 − 2 = 35 (x+ 1, 83)(x− 1, 83)

f ′′′ (x) = 1 15x

F (x) =∫( 120x

4 − x2 + 3 15 )dx = 1

100x5 − 1

3x3 + 3 1

5x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [(−1 4

5 ),∞[

• Grenzwerte:f(x) = x4( 1

20 − 1

x2+

3 15

x4)

limx→∞

f (x) = [ 120 · ∞4] = ∞

limx→−∞

f (x) = [ 120 · (−∞)4] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1

20 · (−x)4 − 1 · (−x)2 + 3 15

f (−x) = 120 · x4 − 1 · x2 + 3 1

5f (−x) = f (x) → Symmetrie zur y-Achse:

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 1

20x4 − x2 + 3 1

5 = 0

u = x2 u2 = x4

120u

2 − 1u+ 3 15 = 0

u1/2 =+1±

√(−1)

2 − 4 · 120 · 3 1

5

2 · 120

u1/2 =+1±

√925

110

u1/2 =1± 3

5110

u1 =1 + 3

5110

u2 =1− 3

5110

u1 = 16 u2 = 4x2 = 16x = ±

√16

x1 = 4 x2 = −4x2 = 4x = ±

√4

x1 = 2 x2 = −2x1 = −4; 1-fache Nullstellex2 = −2; 1-fache Nullstellex3 = 2; 1-fache Nullstellex4 = 4; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −4 < x < −2 < x < 2 < x < 4 < x

f(x) + 0 − 0 + 0 − 0 +

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

x ∈]−∞;−4[ ∪ ]− 2; 2[ ∪ ]4;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]− 4;−2[ ∪ ]2; 4[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) =

1

5x3 − 2x = 0

x(1

5x2 − 2) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 1

5x2 − 2 = 0

1

5x2 − 2 = 0 / + 2

1

5x2 = 2 / :

1

5

x2 =215

x = ±√10

x1 = 3, 16 x2 = −3, 16x5 = −3, 16; 1-fache Nullstellex6 = 0; 1-fache Nullstellex7 = 3, 16; 1-fache Nullstelle

f ′′(−3, 16) = 4 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(−3, 16/− 14

5)

f ′′(0) = −2

f ′′(0) < 0 ⇒ Hochpunkt:(0/315)

f ′′(3, 16) = 4 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(3, 16/− 14

5)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −3, 16 < x < 0 < x < 3, 16 < x

f ′(x) − 0 + 0 − 0 +

x ∈]− 3, 16; 0[ ∪ ]3, 16;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞;−3, 16[ ∪ ]0; 3, 16[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) =

3

5x2 − 2 = 0

3

5x2 − 2 = 0 / + 2

3

5x2 = 2 / :

3

5

x2 =235

x = ±√31

3x1 = 1, 83 x2 = −1, 83x8 = −1, 83; 1-fache Nullstellex9 = 1, 83; 1-fache Nullstelle

f ′′′(−1, 83) =19

45f ′′′(−1, 83) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(−1, 83/

19

45)

f ′′′(1, 83) =19

45f ′′′(1, 83) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(1, 83/19

45)

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

• Kruemmungx < −1, 83 < x < 1, 83 < x

f ′′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−1, 83[ ∪ ]1, 83;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]− 1, 83; 1, 83[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ −2

−4

(1

20x4 − x2 + 3

1

5

)dx =

[1

100x5 − 1

3x3 + 3

1

5x

]−2

−4

=

(1

100· (−2)5 − 1

3· (−2)3 + 3

1

5· (−2)

)−(

1

100· (−4)5 − 1

3· (−4)3 + 3

1

5· (−4)

)=

(−4

4

75

)−(−1

53

75

)= −2

26

75

A =

∫ 2

−2

(1

20x4 − x2 + 3

1

5

)dx =

[1

100x5 − 1

3x3 + 3

1

5x

]2−2

=

(1

100· 25 − 1

3· 23 + 3

1

5· 2

)−(

1

100· (−2)5 − 1

3· (−2)3 + 3

1

5· (−2)

)=

(44

75

)−(−4

4

75

)= 8

8

75

A =

∫ 4

2

(1

20x4 − x2 + 3

1

5

)dx =

[1

100x5 − 1

3x3 + 3

1

5x

]42

=

(1

100· 45 − 1

3· 43 + 3

1

5· 4

)−(

1

100· 25 − 1

3· 23 + 3

1

5· 2)

=

(153

75

)−(44

75

)= −2

26

75

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 120 · x4 − 1 · x2 + 3 1

5

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 74 1

4 −54, 6 27, 4−6 1

2 50 1364 −41, 9 23, 4

−6 32 −31, 2 19, 6−5 1

2 18 4564 −22, 3 16, 2

−5 9 920 −15 13

−4 12 3 29

64 −9, 23 10, 2−4 8, 88 · 10−16 −4, 8 7, 6−3 1

2 −1 3564 −1, 58 5, 35

−3 −1 34 0, 6 3, 4

−2 12 −1, 1 1, 87 1, 75

−2 0 2, 4 0, 4−1 1

2 1 1364 2, 32 −0, 65

−1 2 14 1, 8 −1, 4

− 12 2 61

64 0, 975 −1, 850 3 1

5 0 −2

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 3 1

5 0 −212 2 61

64 −0, 975 −1, 851 2 1

4 −1, 8 −1, 41 12 1 13

64 −2, 32 −0, 652 0 −2, 4 0, 42 12 −1, 1 −1, 87 1, 753 −1 3

4 −0, 6 3, 43 12 −1 35

64 1, 58 5, 354 8, 88 · 10−16 4, 8 7, 64 12 3 29

64 9, 23 10, 25 9 9

20 15 135 12 18 45

64 22, 3 16, 26 32 31, 2 19, 66 12 50 13

64 41, 9 23, 47 74 1

4 54, 6 27, 4

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

Aufgabe (2)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = x4 − 4x3 + 4x2 = x2(x− 2)2

f ′ (x) = 4x3 − 12x2 + 8x = 4x(x− 1)(x− 2)f ′′ (x) = 12x2 − 24x+ 8 = 12(x− 0, 423)(x− 1, 58)f ′′′ (x) = 24x− 24F (x) =

∫(x4 − 4x3 + 4x2)dx = 1

5x5 − x4 + 1 1

3x3 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [0,∞[

• Grenzwerte:f(x) = x4(1− 4

x+

4

x2)

limx→∞

f (x) = [1 · ∞4] = ∞lim

x→−∞f (x) = [1 · (−∞)4] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1 · (−x)4 − 4 · (−x)3 + 4 · (−x)2

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = x4 − 4x3 + 4x2 = 0x2(x2 − 4x+ 4) = 0 ⇒ x = 0 ∨ x2 − 4x+ 4 = 0

1x2 − 4x+ 4 = 0

x1/2 =+4±

√(−4)

2 − 4 · 1 · 42 · 1

x1/2 =+4±

√0

2

x1/2 =4± 0

2

x1 =4 + 0

2x2 =

4− 0

2x1 = 2 x2 = 2x1 = 0; 2-fache Nullstellex2 = 2; 2-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < 0 < x < 2 < x

f(x) + 0 + 0 +

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]0; 2[ ∪ ]2;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 4x3 − 12x2 + 8x = 0x(4x2 − 12x+ 8) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 4x2 − 12x+ 8 = 0

4x2 − 12x+ 8 = 0

x1/2 =+12±

√(−12)

2 − 4 · 4 · 82 · 4

x1/2 =+12±

√16

8

x1/2 =12± 4

8

x1 =12 + 4

8x2 =

12− 4

8

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

x1 = 2 x2 = 1x3 = 0; 1-fache Nullstellex4 = 1; 1-fache Nullstellex5 = 2; 1-fache Nullstellef ′′(0) = 8 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(0/0)f ′′(1) = −4f ′′(1) < 0 ⇒ Hochpunkt:(1/1)f ′′(2) = 8 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(2/0)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 0 < x < 1 < x < 2 < x

f ′(x) − 0 + 0 − 0 +

x ∈]0; 1[ ∪ ]2;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]1; 2[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 12x2 − 24x+ 8 = 0

12x2 − 24x+ 8 = 0

x1/2 =+24±

√(−24)

2 − 4 · 12 · 82 · 12

x1/2 =+24±

√192

24

x1/2 =24± 13, 9

24

x1 =24 + 13, 9

24x2 =

24− 13, 9

24x1 = 1, 58 x2 = 0, 423x6 = 0, 423; 1-fache Nullstellex7 = 1, 58; 1-fache Nullstelle

f ′′′(0, 423) =4

9f ′′′(0, 423) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(0, 423/4

9)

f ′′′(1, 58) =4

9f ′′′(1, 58) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(1, 58/4

9)

• Kruemmungx < 0, 423 < x < 1, 58 < x

f ′′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞; 0, 423[ ∪ ]1, 58;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]0, 423; 1, 58[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 2

0

(x4 − 4x3 + 4x2

)dx =

[1

5x5 − x4 + 1

1

3x3

]20

=

(1

5· 25 − 1 · 24 + 1

1

3· 23

)−(1

5· 05 − 1 · 04 + 1

1

3· 03

)=

(11

15

)− (0) = 1

1

15

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 1 · x4 − 4 · x3 + 4 · x2

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 3, 97 · 103 −2, 02 · 103 764−6 1

2 3052 916 −1, 66 · 103 671

−6 2, 3 · 103 −1, 34 · 103 584−5 1

2 1701 916 −1, 07 · 103 503

−5 1, 23 · 103 −840 428−4 1

2 855 916 −644 359

−4 576 −480 296−3 1

2 370 916 −347 239

−3 225 −240 188−2 1

2 126 916 −158 143

−2 64 −96 104−1 1

2 27 916 −52, 5 71

−1 9 −24 44− 1

2 1 916 −7, 5 23

0 0 −0, 00123 8

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 −0, 00123 812

916 1, 5 −0, 999

1 1 −1, 27 · 10−14 −41 12

916 −1, 5 −0, 999

2 0 0, 00123 82 12 1 9

16 7, 5 233 9 24 443 12 27 9

16 52, 5 714 64 96 1044 12 126 9

16 158 1435 225 240 1885 12 370 9

16 347 2396 576 480 2966 12 855 9

16 644 3597 1, 23 · 103 840 428

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

Aufgabe (3)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = − 1

2x4 − 1

2x3 + 4x2 + 6x = − 1

2 (x+ 2)2x(x− 3)f ′ (x) = −2x3 − 1 1

2x2 + 8x+ 6 = −2(x+ 2)(x+ 3

4 )(x− 2)f ′′ (x) = −6x2 − 3x+ 8 = −6(x+ 1, 43)(x− 0, 931)f ′′′ (x) = −12x− 3F (x) =

∫(− 1

2x4 − 1

2x3 + 4x2 + 6x)dx = − 1

10x5 − 1

8x4 + 1 1

3x3 + 3x2 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W =]−∞, 16]

• Grenzwerte:f(x) = x4(− 1

2 −12

x+

4

x2+

6

x3)

limx→∞

f (x) = [− 12 · ∞4] = −∞

limx→−∞

f (x) = [− 12 · (−∞)4] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = − 1

2 · (−x)4 − 12 · (−x)3 + 4 · (−x)2 + 6 · (−x)

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = − 1

2x4 − 1

2x3 + 4x2 + 6x = 0

x(− 12x

3 − 12x

2 + 4x+ 6) = 0 ⇒ x = 0 ∨ − 12x

3 − 12x

2 + 4x+ 6 = 0− 1

2x3 − 1

2x2 + 4x+ 6 = 0

Nullstelle für Polynmomdivision erraten: − 2(− 1

2x3 − 1

2x2 +4x +6 ) : (x+ 2) = − 1

2x2 + 1

2x+ 3

−(− 12x3 −x2)

12x2 +4x +6

−( 12x2 +x)

3x +6−(3x +6)

0

− 12x

2 + 12x+ 3 = 0

x1/2 =− 1

2 ±√(

12

)2 − 4 ·(− 1

2

)· 3

2 ·(− 1

2

)x1/2 =

− 12 ±

√6 14

−1

x1/2 =− 1

2 ± 2 12

−1

x1 =− 1

2 + 2 12

−1x2 =

− 12 − 2 1

2

−1x1 = −2 x2 = 3x1 = −2; 2-fache Nullstellex2 = 0; 1-fache Nullstellex3 = 3; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −2 < x < 0 < x < 3 < x

f(x) − 0 − 0 + 0 −

x ∈]0; 3[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

x ∈]−∞;−2[ ∪ ]− 2; 0[ ∪ ]3;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −2x3 − 1

1

2x2 + 8x+ 6 = 0

− 2x3 − 11

2x2 + 8x+ 6 = 0

Nullstelle für Polynmomdivision erraten:2(−2x3 −1 1

2x2 +8x +6 ) : (x− 2) = −2x2 − 5 1

2x− 3

−(−2x3 +4x2)

−5 12x2 +8x +6

−(−5 12x2 +11x)

−3x +6−(−3x +6)

0

− 2x2 − 51

2x− 3 = 0

x1/2 =+5 1

2 ±√(

−5 12

)2 − 4 · (−2) · (−3)

2 · (−2)

x1/2 =+5 1

2 ±√6 14

−4

x1/2 =5 12 ± 2 1

2

−4

x1 =5 12 + 2 1

2

−4x2 =

5 12 − 2 1

2

−4

x1 = −2 x2 = −3

4x4 = −2; 1-fache Nullstelle

x5 = −3

4; 1-fache Nullstelle

x6 = 2; 1-fache Nullstellef ′′(−2) = −10f ′′(−2) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−2/0)

f ′′(−3

4) = 6

7

8> 0 ⇒ Tiefpunkt:(−3

4/− 2, 2)

f ′′(2) = −22f ′′(2) < 0 ⇒ Hochpunkt:(2/16)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −2 < x < − 3

4 < x < 2 < xf ′(x) + 0 − 0 + 0 −

x ∈]−∞;−2[ ∪ ]− 3

4; 2[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]− 2;−3

4[ ∪ ]2;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = −6x2 − 3x+ 8 = 0

− 6x2 − 3x+ 8 = 0

x1/2 =+3±

√(−3)

2 − 4 · (−6) · 82 · (−6)

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

x1/2 =+3±

√201

−12

x1/2 =3± 14, 2

−12

x1 =3 + 14, 2

−12x2 =

3− 14, 2

−12x1 = −1, 43 x2 = 0, 931x7 = −1, 43; 1-fache Nullstellex8 = 0, 931; 1-fache Nullstellef ′′′(−1, 43) = −1, 03f ′′′(−1, 43) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(−1, 43/− 1, 03)

f ′′′(0, 931) = 8, 28f ′′′(0, 931) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(0, 931/8, 28)• Kruemmung

x < −1, 43 < x < 0, 931 < xf ′′(x) − 0 + 0 −

x ∈]− 1, 43; 0, 931[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞;−1, 43[ ∪ ]0, 931;∞[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 0

−2

(−1

2x4 − 1

2x3 + 4x2 + 6x

)dx =

[− 1

10x5 − 1

8x4 + 1

1

3x3 + 3x2

]0−2

=

(− 1

10· 05 − 1

8· 04 + 1

1

3· 03 + 3 · 02

)−(− 1

10· (−2)5 − 1

8· (−2)4 + 1

1

3· (−2)3 + 3 · (−2)2

)= (0)−

(28

15

)= −2

8

15

A =

∫ 3

0

(−1

2x4 − 1

2x3 + 4x2 + 6x

)dx =

[− 1

10x5 − 1

8x4 + 1

1

3x3 + 3x2

]30

=

(− 1

10· 35 − 1

8· 34 + 1

1

3· 33 + 3 · 32

)−(− 1

10· 05 − 1

8· 04 + 1

1

3· 03 + 3 · 02

)=

(28

23

40

)− (0) = 28

23

40

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = − 12 · x4 − 1

2 · x3 + 4 · x2 + 6 · x

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −875 563 −265−6 1

2 −625 732 440 −226

−6 −432 336 −190−5 1

2 −286 1132 249 −157

−5 −180 179 −127−4 1

2 −105 1532 122 −100

−4 −56 78 −76−3 1

2 −25 1932 45, 4 −55

−3 −9 22, 5 −37−2 1

2 −1 2332 7, 88 −22

−2 0 0, 00107 −10−1 1

2 − 2732 −2, 62 −1

−1 −2 −1, 5 5− 1

2 −1 3132 1, 88 8

0 0 6 8

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 6 812 3 29

32 9, 37 51 9 10, 5 −11 12 13 25

32 7, 87 −102 16 −0, 00138 −222 12 12 21

32 −14, 6 −373 0 −37, 5 −553 12 −26 15

32 −70, 1 −764 −72 −114 −1004 12 −142 19

32 −171 −1275 −245 −242 −1575 12 −386 23

32 −328 −1906 −576 −432 −2266 12 −821 27

32 −555 −2657 −1, 13 · 103 −698 −307

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

Aufgabe (4)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = x4 − 4x3 + 2x2 + 4 = (x2 + 0, 784x+ 0, 81)(x− 1, 51)(x− 3, 28)f ′ (x) = 4x3 − 12x2 + 4x = 4x(x− 0, 382)(x− 2, 62)f ′′ (x) = 12x2 − 24x+ 4 = 12(x− 0, 184)(x− 1, 82)f ′′′ (x) = 24x− 24F (x) =

∫(x4 − 4x3 + 2x2 + 4)dx = 1

5x5 − x4 + 2

3x3 + 4x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [(−7, 09),∞[

• Grenzwerte:f(x) = x4(1− 4

x+

2

x2+

4

x4)

limx→∞

f (x) = [1 · ∞4] = ∞lim

x→−∞f (x) = [1 · (−∞)4] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1 · (−x)4 − 4 · (−x)3 + 2 · (−x)2 + 4keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = x4 − 4x3 + 2x2 + 4 = 0

x4 − 4x3 + 2x2 + 4NumerischeSuche :

x1 = 1, 51; 1-fache Nullstellex2 = 3, 28; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < 1, 51 < x < 3, 28 < x

f(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞; 1, 51[ ∪ ]3, 28;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]1, 51; 3, 28[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 4x3 − 12x2 + 4x = 0x(4x2 − 12x+ 4) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 4x2 − 12x+ 4 = 0

4x2 − 12x+ 4 = 0

x1/2 =+12±

√(−12)

2 − 4 · 4 · 42 · 4

x1/2 =+12±

√80

8

x1/2 =12± 8, 94

8

x1 =12 + 8, 94

8x2 =

12− 8, 94

8x1 = 2, 62 x2 = 0, 382x3 = 0; 1-fache Nullstellex4 = 0, 382; 1-fache Nullstellex5 = 2, 62; 1-fache Nullstellef ′′(0) = 4 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(0/4)f ′′(0, 382) = −3, 42

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Page 255: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

f ′′(0, 382) < 0 ⇒ Hochpunkt:(0, 382/4, 09)f ′′(2, 62) = 23, 4 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(2, 62/− 7, 09)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 0 < x < 0, 382 < x < 2, 62 < x

f ′(x) − 0 + 0 − 0 +

x ∈]0; 0, 382[ ∪ ]2, 62;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]0, 382; 2, 62[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 12x2 − 24x+ 4 = 0

12x2 − 24x+ 4 = 0

x1/2 =+24±

√(−24)

2 − 4 · 12 · 42 · 12

x1/2 =+24±

√384

24

x1/2 =24± 19, 6

24

x1 =24 + 19, 6

24x2 =

24− 19, 6

24x1 = 1, 82 x2 = 0, 184x6 = 0, 184; 1-fache Nullstellex7 = 1, 82; 1-fache Nullstellef ′′′(0, 184) = 4, 04f ′′′(0, 184) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(0, 184/4, 04)f ′′′(1, 82) = −2, 49f ′′′(1, 82) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(1, 82/− 2, 49)• Kruemmung

x < 0, 184 < x < 1, 82 < xf ′′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞; 0, 184[ ∪ ]1, 82;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]0, 184; 1, 82[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 3,28

1,51

(x4 − 4x3 + 2x2 + 4

)dx =

[1

5x5 − x4 +

2

3x3 + 4x

]3,281,51

=

(1

5· 3, 285 − 1 · 3, 284 + 2

3· 3, 283 + 4 · 3, 28

)−(1

5· 1, 515 − 1 · 1, 514 + 2

3· 1, 513 + 4 · 1, 51

)= (−3, 17)− (4, 71) = −7, 88

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 1 · x4 − 4 · x3 + 2 · x2 + 4

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 3, 88 · 103 −1, 99 · 103 760−6 1

2 2972 116 −1, 63 · 103 667

−6 2, 24 · 103 −1, 32 · 103 580−5 1

2 1645 116 −1, 05 · 103 499

−5 1, 18 · 103 −820 424−4 1

2 819 116 −626 355

−4 548 −464 292−3 1

2 350 116 −333 235

−3 211 −228 184−2 1

2 118 116 −148 139

−2 60 −88 100−1 1

2 27 116 −46, 5 67

−1 11 −20 40− 1

2 5 116 −5, 5 19

0 4 −0, 00123 4

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 4 −0, 00123 412 4 1

16 −0, 501 −51 3 −4 −81 12

116 −7, 5 −5

2 −4 −8 42 12 −6 15

16 −2, 5 193 −5 12 403 12 7 1

16 38, 5 674 36 80 1004 12 90 1

16 140 1395 179 220 1845 12 314 1

16 325 2356 508 456 2926 12 775 1

16 618 3557 1, 13 · 103 812 424

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

Aufgabe (5)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = x4 − 4x3 − 16x− 16 = (x+ 0, 828)(x2 + 4)(x− 4, 83)f ′ (x) = 4x3 − 12x2 − 16 = 4(x2 + 0, 355x+ 1, 19)(x− 3, 36)f ′′ (x) = 12x2 − 24x = 12x(x− 2)f ′′′ (x) = 24x− 24F (x) =

∫(x4 − 4x3 − 16x− 16)dx = 1

5x5 − x4 − 8x2 − 16x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [(−94),∞[

• Grenzwerte:f(x) = x4(1− 4

x− 16

x3− 16

x4)

limx→∞

f (x) = [1 · ∞4] = ∞lim

x→−∞f (x) = [1 · (−∞)4] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1 · (−x)4 − 4 · (−x)3 − 16 · (−x)− 16keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = x4 − 4x3 − 16x− 16 = 0

x4 − 4x3 − 16x− 16NumerischeSuche :

x1 = −0, 828; 1-fache Nullstellex2 = 4, 83; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −0, 828 < x < 4, 83 < x

f(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−0, 828[ ∪ ]4, 83;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]− 0, 828; 4, 83[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 4x3 − 12x2 − 16 = 0

4x3 − 12x2 − 16 = 0

NumerischeSuche :x3 = 3, 36; 1-fache Nullstellef ′′(3, 36) = 54, 6 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(3, 36/− 94)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 3, 36 < x

f ′(x) − 0 +

x ∈]3, 36;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞; 3, 36[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 12x2 − 24x = 0

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Page 258: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

x(12x− 24) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 12x− 24 = 012x− 24 = 0 / + 2412x = 24 / : 12

x =24

12x = 2x4 = 0; 1-fache Nullstellex5 = 2; 1-fache Nullstellef ′′′(0) = −16f ′′′(0) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(0/− 16)

f ′′′(2) = −64f ′′′(2) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(2/− 64)• Kruemmung

x < 0 < x < 2 < xf ′′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]2;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]0; 2[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 4,83

−0,828

(x4 − 4x3 − 16x− 16

)dx =

[1

5x5 − x4 − 8x2 − 16x

]4,83−0,828

=

(1

5· 4, 835 − 1 · 4, 834 − 8 · 4, 832 − 16 · 4, 83

)−(1

5· (−0, 828)5 − 1 · (−0, 828)4 − 8 · (−0, 828)2 − 16 · (−0, 828)

)= (−282)− (7, 22) = −290

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 1 · x4 − 4 · x3 − 16 · x− 16

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 3, 87 · 103 −1, 98 · 103 756−6 1

2 2971 916 −1, 62 · 103 663

−6 2, 24 · 103 −1, 31 · 103 576−5 1

2 1652 916 −1, 04 · 103 495

−5 1, 19 · 103 −816 420−4 1

2 830 916 −624 351

−4 560 −464 288−3 1

2 361 916 −335 231

−3 221 −232 180−2 1

2 125 916 −154 135

−2 64 −96 96−1 1

2 26 916 −56, 5 63

−1 5 −32 36− 1

2 −7 716 −19, 5 15

0 −16 −16 0, 000612

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 −16 −16 0, 00061212 −24 7

16 −18, 5 −91 −35 −24 −121 12 −48 7

16 −29, 5 −92 −64 −32 0, 0006122 12 −79 7

16 −28, 5 153 −91 −16 363 12 −93 7

16 8, 5 634 −80 48 964 12 −42 7

16 106 1355 29 184 1805 12 145 9

16 287 2316 320 416 2886 12 566 9

16 576 3517 901 768 420

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

Aufgabe (6)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = x4 − 18x2 + 81 = (x+ 3)2(x− 3)2

f ′ (x) = 4x3 − 36x = 4(x+ 3)x(x− 3)f ′′ (x) = 12x2 − 36 = 12(x+ 1, 73)(x− 1, 73)f ′′′ (x) = 24xF (x) =

∫(x4 − 18x2 + 81)dx = 1

5x5 − 6x3 + 81x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [0,∞[

• Grenzwerte:f(x) = x4(1− 18

x2+

81

x4)

limx→∞

f (x) = [1 · ∞4] = ∞lim

x→−∞f (x) = [1 · (−∞)4] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1 · (−x)4 − 18 · (−x)2 + 81f (−x) = 1 · x4 − 18 · x2 + 81f (−x) = f (x) → Symmetrie zur y-Achse:

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = x4 − 18x2 + 81 = 0

u = x2 u2 = x4

1u2 − 18u+ 81 = 0

u1/2 =+18±

√(−18)

2 − 4 · 1 · 812 · 1

u1/2 =+18±

√0

2

u1/2 =18± 0

2

u1 =18 + 0

2u2 =

18− 0

2u1 = 9 u2 = 9x2 = 9x = ±

√9

x1 = 3 x2 = −3x2 = 9x = ±

√9

x1 = 3 x2 = −3x1 = −3; 2-fache Nullstellex2 = 3; 2-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −3 < x < 3 < x

f(x) + 0 + 0 +

x ∈]−∞;−3[ ∪ ]− 3; 3[ ∪ ]3;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 4x3 − 36x = 0x(4x2 − 36) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 4x2 − 36 = 04x2 − 36 = 0 / + 36

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Page 261: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

4x2 = 36 / : 4

x2 =36

4x = ±

√9

x1 = 3 x2 = −3x3 = −3; 1-fache Nullstellex4 = 0; 1-fache Nullstellex5 = 3; 1-fache Nullstellef ′′(−3) = 72 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(−3/0)

f ′′(0) = −36f ′′(0) < 0 ⇒ Hochpunkt:(0/81)f ′′(3) = 72 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(3/0)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −3 < x < 0 < x < 3 < x

f ′(x) − 0 + 0 − 0 +

x ∈]− 3; 0[ ∪ ]3;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞;−3[ ∪ ]0; 3[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 12x2 − 36 = 0

12x2 − 36 = 0 / + 3612x2 = 36 / : 12

x2 =36

12x = ±

√3

x1 = 1, 73 x2 = −1, 73x6 = −1, 73; 1-fache Nullstellex7 = 1, 73; 1-fache Nullstellef ′′′(−1, 73) = 36f ′′′(−1, 73) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(−1, 73/36)

f ′′′(1, 73) = 36f ′′′(1, 73) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(1, 73/36)• Kruemmung

x < −1, 73 < x < 1, 73 < xf ′′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−1, 73[ ∪ ]1, 73;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]− 1, 73; 1, 73[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 3

−3

(x4 − 18x2 + 81

)dx =

[1

5x5 − 6x3 + 81x

]3−3

=

(1

5· 35 − 6 · 33 + 81 · 3

)−

(1

5· (−3)5 − 6 · (−3)3 + 81 · (−3)

)=

(129

3

5

)−(−129

3

5

)= 259

1

5

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Page 262: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 1 · x4 − 18 · x2 + 81

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 1, 6 · 103 −1, 12 · 103 552−6 1

2 1105 916 −865 471

−6 729 −648 396−5 1

2 451 916 −468 327

−5 256 −320 264−4 1

2 126 916 −203 207

−4 49 −112 156−3 1

2 10 916 −45, 5 111

−3 0 −0, 00368 72−2 1

2 7 916 27, 5 39

−2 25 40 12−1 1

2 45 916 40, 5 −9

−1 64 32 −24− 1

2 76 916 17, 5 −33

0 81 0 −36

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 81 0 −3612 76 9

16 −17, 5 −331 64 −32 −241 12 45 9

16 −40, 5 −92 25 −40 122 12 7 9

16 −27, 5 393 0 0, 00368 723 12 10 9

16 45, 5 1114 49 112 1564 12 126 9

16 203 2075 256 320 2645 12 451 9

16 468 3276 729 648 3966 12 1105 9

16 865 4717 1, 6 · 103 1, 12 · 103 552

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

Aufgabe (7)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = −5 2

5x4 − 37 4

5x3 − 75 3

5x2 − 43 1

5x = −5 25 (x+ 4)(x+ 2)(x+ 1)x

f ′ (x) = −21 35x

3 − 113 25x

2 − 151 15x− 43 1

5 = −21 35 (x+ 3, 33)(x+ 1, 53)(x+ 0, 393)

f ′′ (x) = −64 45x

2 − 226 45x− 151 1

5 = −64 45 (x+ 2, 6)(x+ 0, 896)

f ′′′ (x) = −129 35x− 226 4

5F (x) =

∫(−5 2

5x4 − 37 4

5x3 − 75 3

5x2 − 43 1

5x)dx = −1 225x

5 − 9 920x

4 − 25 15x

3 − 21 35x

2 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W =]−∞, 37, 3]

• Grenzwerte:f(x) = x4(−5 2

5 −37 4

5

x−

75 35

x2−

43 15

x3)

limx→∞

f (x) = [−5 25 · ∞4] = −∞

limx→−∞

f (x) = [−5 25 · (−∞)4] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = −5 2

5 · (−x)4 − 37 45 · (−x)3 − 75 3

5 · (−x)2 − 43 15 · (−x)

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = −5 2

5x4 − 37 4

5x3 − 75 3

5x2 − 43 1

5x = 0x(−5 2

5x3 − 37 4

5x2 − 75 3

5x− 43 15 ) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −5 2

5x3 − 37 4

5x2 − 75 3

5x− 43 15 = 0

− 5 25x

3 − 37 45x

2 − 75 35x− 43 1

5 = 0

Nullstelle für Polynmomdivision erraten: − 2(−5 2

5x3 −37 4

5x2 −75 3

5x −43 1

5) : (x+ 2) = −5 2

5x2 − 27x− 21 3

5

−(−5 25x3 −10 4

5x2)

−27x2 −75 35x −43 1

5

−(−27x2 −54x)

−21 35x −43 1

5

−(−21 35x −43 1

5)

0

− 5 25x

2 − 27x− 21 35 = 0

x1/2 =+27±

√(−27)

2 − 4 ·(−5 2

5

)·(−21 3

5

)2 ·

(−5 2

5

)x1/2 =

+27±√

262 1125

−10 45

x1/2 =27± 16 1

5

−10 45

x1 =27 + 16 1

5

−10 45

x2 =27− 16 1

5

−10 45

x1 = −4 x2 = −1x1 = −4; 1-fache Nullstellex2 = −2; 1-fache Nullstellex3 = −1; 1-fache Nullstellex4 = 0; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −4 < x < −2 < x < −1 < x < 0 < x

f(x) − 0 + 0 − 0 + 0 −

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Page 264: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

x ∈]− 4;−2[ ∪ ]− 1; 0[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−4[ ∪ ]− 2;−1[ ∪ ]0;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −21

3

5x3 − 113

2

5x2 − 151

1

5x− 43

1

5= 0

− 213

5x3 − 113

2

5x2 − 151

1

5x− 43

1

5= 0

NumerischeSuche :x5 = −3, 33; 1-fache Nullstellex6 = −1, 53; 1-fache Nullstellex7 = −0, 393; 1-fache Nullstellef ′′(−3, 33) = −114f ′′(−3, 33) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−3, 33/37, 3)

f ′′(−1, 53) = 44, 1 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(−1, 53/− 5, 08)

f ′′(−0, 393) = −72, 1f ′′(−0, 393) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−0, 393/7, 47)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −3, 33 < x < −1, 53 < x < −0, 393 < x

f ′(x) + 0 − 0 + 0 −

x ∈]−∞;−3, 33[ ∪ ]− 1, 53;−0, 393[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]− 3, 33;−1, 53[ ∪ ]− 0, 393;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = −64

4

5x2 − 226

4

5x− 151

1

5= 0

− 644

5x2 − 226

4

5x− 151

1

5= 0

x1/2 =+226 4

5 ±√(

−226 45

)2 − 4 ·(−64 4

5

)·(−151 1

5

)2 ·

(−64 4

5

)x1/2 =

+226 45 ±

√12247 1

5

−129 35

x1/2 =226 4

5 ± 111

−129 35

x1 =226 4

5 + 111

−129 35

x2 =226 4

5 − 111

−129 35

x1 = −2, 6 x2 = −0, 896x8 = −2, 6; 1-fache Nullstellex9 = −0, 896; 1-fache Nullstellef ′′′(−2, 6) = 19f ′′′(−2, 6) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(−2, 6/19)

f ′′′(−0, 896) = 1, 72f ′′′(−0, 896) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(−0, 896/1, 72)• Kruemmung

x < −2, 6 < x < −0, 896 < xf ′′(x) − 0 + 0 −

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Page 265: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

x ∈]− 2, 6;−0, 896[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞;−2, 6[ ∪ ]− 0, 896;∞[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ −2

−4

(−5

2

5x4 − 37

4

5x3 − 75

3

5x2 − 43

1

5x

)dx =

[−1

2

25x5 − 9

9

20x4 − 25

1

5x3 − 21

3

5x2

]−2

−4

=

(−1

2

25· (−2)5 − 9

9

20· (−2)4 − 25

1

5· (−2)3 − 21

3

5· (−2)2

)−(−1

2

25· (−4)5 − 9

9

20· (−4)4 − 25

1

5· (−4)3 − 21

3

5· (−4)2

)=

(−1

11

25

)−(−46

2

25

)= 44

16

25

A =

∫ −1

−2

(−5

2

5x4 − 37

4

5x3 − 75

3

5x2 − 43

1

5x

)dx =

[−1

2

25x5 − 9

9

20x4 − 25

1

5x3 − 21

3

5x2

]−1

−2

=

(−1

2

25· (−1)5 − 9

9

20· (−1)4 − 25

1

5· (−1)3 − 21

3

5· (−1)2

)−(−1

2

25· (−2)5 − 9

9

20· (−2)4 − 25

1

5· (−2)3 − 21

3

5· (−2)2

)=

(−4

77

100

)−

(−1

11

25

)= −3

33

100

A =

∫ 0

−1

(−5

2

5x4 − 37

4

5x3 − 75

3

5x2 − 43

1

5x

)dx =

[−1

2

25x5 − 9

9

20x4 − 25

1

5x3 − 21

3

5x2

]0−1

=

(−1

2

25· 05 − 9

9

20· 04 − 25

1

5· 03 − 21

3

5· 02

)−(−1

2

25· (−1)5 − 9

9

20· (−1)4 − 25

1

5· (−1)3 − 21

3

5· (−1)2

)= (0)−

(−4

77

100

)= 4

77

100

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = −5 25 · x4 − 37 4

5 · x3 − 75 35 · x2 − 43 1

5 · x

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −3, 4 · 103 2, 87 · 103 −1, 74 · 103−6 1

2 −2171 1316 2, 08 · 103 −1, 41 · 103

−6 −1, 3 · 103 1, 45 · 103 −1, 12 · 103−5 1

2 −701 5380 952 −864

−5 −324 578 −637−4 1

2 −106 516 309 −443

−4 −1, 71 · 10−13 130 −281−3 1

2 35 716 23 −151

−3 32 25 −27 −54

−2 12 15 3

16 −36, 4 10, 8−2 0 −21, 6 43, 2−1 1

2 −5 116 1, 35 43, 2

−1 7, 11 · 10−15 16, 2 10, 8− 1

2 7 780 6, 74 −54

0 0 −43, 2 −151

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 −43, 2 −15112 −45 9

16 −150 −2811 −162 −329 −4431 12 −389 13

16 −598 −6372 −777 3

5 −972 −8642 12 −1382 1

16 −1, 47 · 103 −1, 12 · 1033 −2, 27 · 103 −2, 1 · 103 −1, 41 · 1033 12 −3508 5

16 −2, 89 · 103 −1, 74 · 1034 −5, 18 · 103 −3, 84 · 103 −2, 1 · 1034 12 −7384 13

80 −4, 99 · 103 −2, 48 · 1035 −1, 02 · 104 −6, 33 · 103 −2, 91 · 1035 12 −13754 13

16 −7898 4449 −3, 36 · 103

6 −1, 81 · 104 −9, 7 · 103 −3, 84 · 1036 12 −23495 1

16 −1, 17 · 104 −4, 36 · 1037 −29937 3

5 −1, 41 · 104 −4, 91 · 103

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

Aufgabe (8)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = −6 3

4x4 − 13 1

2x3 = −6 3

4 (x+ 2)x3

f ′ (x) = −27x3 − 40 12x

2 = −27(x+ 1 12 )x

2

f ′′ (x) = −81x2 − 81x = −81(x+ 1)xf ′′′ (x) = −162x− 81F (x) =

∫(−6 3

4x4 − 13 1

2x3)dx = −1 7

20x5 − 3 3

8x4 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W =]−∞, 11 25

64 ]

• Grenzwerte:f(x) = x4(−6 3

4 −13 1

2

x)

limx→∞

f (x) = [−6 34 · ∞4] = −∞

limx→−∞

f (x) = [−6 34 · (−∞)4] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = −6 3

4 · (−x)4 − 13 12 · (−x)3

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = −6 3

4x4 − 13 1

2x3 = 0

x3(−6 34x− 13 1

2 ) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −6 34x− 13 1

2 = 0− 6 3

4x− 13 12 = 0 / + 13 1

2− 6 3

4x = 13 12 / :

(−6 3

4

)x =

13 12

−6 34

x = −2x1 = −2; 1-fache Nullstellex2 = 0; 3-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −2 < x < 0 < x

f(x) − 0 + 0 −

x ∈]− 2; 0[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−2[ ∪ ]0;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −27x3 − 40

1

2x2 = 0

x2(−27x− 401

2) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −27x− 40

1

2= 0

− 27x− 401

2= 0 / + 40

1

2

− 27x = 401

2/ : (−27)

x =40 1

2

−27

x = −11

2

x3 = −11

2; 1-fache Nullstelle

x4 = 0; 2-fache Nullstelle

f ′′(−11

2) = −60

3

4

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Page 268: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

f ′′(−11

2) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−1

1

2/11

25

64)

f ′′(0) = 0f ′′(0) = 0 ⇒Terrassenpukt:(0/0)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −1 1

2 < x < 0 < xf ′(x) + 0 − 0 −

x ∈]−∞;−11

2[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]− 11

2; 0[ ∪ ]0;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = −81x2 − 81x = 0x(−81x− 81) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −81x− 81 = 0− 81x− 81 = 0 / + 81− 81x = 81 / : (−81)

x =81

−81x = −1x5 = −1; 1-fache Nullstellex6 = 0; 1-fache Nullstelle

f ′′′(−1) = 63

4f ′′′(−1) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(−1/6

3

4)

f ′′′(0) = 0f ′′′(0) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(0/0)• Kruemmung

x < −1 < x < 0 < xf ′′(x) − 0 + 0 −

x ∈]− 1; 0[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞;−1[ ∪ ]0;∞[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 0

−2

(−6

3

4x4 − 13

1

2x3

)dx =

[−1

7

20x5 − 3

3

8x4

]0−2

=

(−1

7

20· 05 − 3

3

8· 04

)−(−1

7

20· (−2)5 − 3

3

8· (−2)4

)= (0)−

(−10

4

5

)= 10

4

5

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Page 269: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = −6 34 · x4 − 13 1

2 · x3

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −11576 1

4 7, 28 · 103 −3, 4 · 103−6 1

2 −8341 4764 5, 7 · 103 −2, 9 · 103

−6 −5, 83 · 103 4, 37 · 103 −2, 43 · 103−5 1

2 −3930 3964 3, 27 · 103 −2 · 103

−5 −2531 14 2, 36 · 103 −1, 62 · 103

−4 12 −1537 47

64 1, 64 · 103 −1, 28 · 103−4 −864 1, 08 · 103 −972−3 1

2 −434 764 662 −709

−3 −182 14 365 −486

−2 12 −52 47

64 169 −304−2 0 54 −162−1 1

2 11 2564 0, 00827 −60, 8

−1 6 34 −13, 5 −0, 00413

− 12 1 17

64 −6 34 20, 2

0 0 −0, 00413 −0, 00413

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 −0, 00413 −0, 0041312 −2 7

64 −13, 5 −60, 81 −20 1

4 −67, 5 −1621 12 −79 47

64 −182 −3042 −216 −378 −4862 12 −474 39

64 −675 −7093 −911 1

4 −1, 09 · 103 −9723 12 −1591 47

64 −1, 65 · 103 −1, 28 · 1034 −2, 59 · 103 −2, 38 · 103 −1, 62 · 1034 12 −3998 7

64 −3, 28 · 103 −2 · 1035 −5906 1

4 −4, 39 · 103 −2, 43 · 1035 12 −8422 47

64 −5, 72 · 103 −2, 9 · 1036 −1, 17 · 104 −7, 29 · 103 −3, 4 · 1036 12 −15756 39

64 −9, 13 · 103 −3, 95 · 1037 −20837 1

4 −1, 12 · 104 −4, 54 · 103

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

Aufgabe (9)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 2

3x4 + 2x3 − 2 2

3x2 − 8x = 2

3 (x+ 3)(x+ 2)x(x− 2)f ′ (x) = 2 2

3x3 + 6x2 − 5 1

3x− 8 = 2 23 (x+ 2, 57)(x+ 0, 93)(x− 1, 25)

f ′′ (x) = 8x2 + 12x− 5 13 = 8(x+ 1, 86)(x− 0, 359)

f ′′′ (x) = 16x+ 12F (x) =

∫( 23x

4 + 2x3 − 2 23x

2 − 8x)dx = 215x

5 + 12x

4 − 89x

3 − 4x2 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [(−8, 63),∞[

• Grenzwerte:f(x) = x4( 23 +

2

x−

2 23

x2− 8

x3)

limx→∞

f (x) = [ 23 · ∞4] = ∞lim

x→−∞f (x) = [ 23 · (−∞)4] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 2

3 · (−x)4 + 2 · (−x)3 − 2 23 · (−x)2 − 8 · (−x)

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 2

3x4 + 2x3 − 2 2

3x2 − 8x = 0

x( 23x3 + 2x2 − 2 2

3x− 8) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 23x

3 + 2x2 − 2 23x− 8 = 0

23x

3 + 2x2 − 2 23x− 8 = 0

NumerischeSuche :x1 = −3; 1-fache Nullstellex2 = −2; 1-fache Nullstellex3 = 0; 1-fache Nullstellex4 = 2; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −3 < x < −2 < x < 0 < x < 2 < x

f(x) + 0 − 0 + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−3[ ∪ ]− 2; 0[ ∪ ]2;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]− 3;−2[ ∪ ]0; 2[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 2 2

3x3 + 6x2 − 5 1

3x− 8 = 0

2 23x

3 + 6x2 − 5 13x− 8 = 0

NumerischeSuche :x5 = −2, 57; 1-fache Nullstellex6 = −0, 93; 1-fache Nullstellex7 = 1, 25; 1-fache Nullstellef ′′(−2, 57) = 16, 8 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(−2, 57/− 1, 92)

f ′′(−0, 93) = −9, 58f ′′(−0, 93) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−0, 93/4, 02)

f ′′(1, 25) = 22, 3 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(1, 25/− 8, 63)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)

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Page 271: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

x < −2, 57 < x < −0, 93 < x < 1, 25 < xf ′(x) − 0 + 0 − 0 +

x ∈]− 2, 57;−0, 93[ ∪ ]1, 25;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞;−2, 57[ ∪ ]− 0, 93; 1, 25[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 8x2 + 12x− 5 1

3 = 0

8x2 + 12x− 5 13 = 0

x1/2 =−12±

√122 − 4 · 8 ·

(−5 1

3

)2 · 8

x1/2 =−12±

√314 2

3

16

x1/2 =−12± 17, 7

16

x1 =−12 + 17, 7

16x2 =

−12− 17, 7

16x1 = 0, 359 x2 = −1, 86x8 = −1, 86; 1-fache Nullstellex9 = 0, 359; 1-fache Nullstellef ′′′(−1, 86) = 0, 771f ′′′(−1, 86) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(−1, 86/0, 771)

f ′′′(0, 359) = −3, 11f ′′′(0, 359) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(0, 359/− 3, 11)• Kruemmung

x < −1, 86 < x < 0, 359 < xf ′′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−1, 86[ ∪ ]0, 359;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]− 1, 86; 0, 359[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ −2

−3

(2

3x4 + 2x3 − 2

2

3x2 − 8x

)dx =

[2

15x5 +

1

2x4 − 8

9x3 − 4x2

]−2

−3

=

(2

15· (−2)5 +

1

2· (−2)4 − 8

9· (−2)3 − 4 · (−2)2

)−

(2

15· (−3)5 +

1

2· (−3)4 − 8

9· (−3)3 − 4 · (−3)2

)=

(−5

7

45

)−(−3

9

10

)= −1

23

90

A =

∫ 0

−2

(2

3x4 + 2x3 − 2

2

3x2 − 8x

)dx =

[2

15x5 +

1

2x4 − 8

9x3 − 4x2

]0−2

=

(2

15· 05 + 1

2· 04 − 8

9· 03 − 4 · 02

)−(

2

15· (−2)5 +

1

2· (−2)4 − 8

9· (−2)3 − 4 · (−2)2

)= (0)−

(−5

7

45

)= 5

7

45

A =

∫ 2

0

(2

3x4 + 2x3 − 2

2

3x2 − 8x

)dx =

[2

15x5 +

1

2x4 − 8

9x3 − 4x2

]20

=

(2

15· 25 + 1

2· 24 − 8

9· 23 − 4 · 22

)−(

2

15· 05 + 1

2· 04 − 8

9· 03 − 4 · 02

)=

(−10

38

45

)− (0) = −10

38

45

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 23 · x4 + 2 · x3 − 2 2

3 · x2 − 8 · x

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 840 −591 303−6 1

2 580 18 −452 255

−6 384 −336 211−5 1

2 240 58 −241 171

−5 140 −165 135−4 1

2 73 18 −106 103

−4 32 −61, 3 74, 7−3 1

2 9 58 −30, 2 50, 7

−3 −7, 11 · 10−15 −10 30, 7−2 1

2 −1 78 1, 17 14, 7

−2 −7, 11 · 10−15 5, 33 2, 67−1 1

2 2 58 4, 5 −5, 33

−1 4 0, 666 −9, 33− 1

2 3 18 −4, 17 −9, 33

0 0 −8 −5, 33

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 −8 −5, 3312 −4 3

8 −8, 83 2, 671 −8 −4, 67 14, 71 12 −7 7

8 6, 5 30, 72 −8, 88 · 10−15 26, 7 50, 72 12 20 5

8 57, 8 74, 73 60 102 1033 12 125 1

8 161 1354 224 237 1714 12 365 5

8 333 2115 560 449 2555 12 818 1

8 588 3036 1, 15 · 103 752 3556 12 1574 5

8 943 4117 2, 1 · 103 1, 16 · 103 471

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

Aufgabe (10)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = − 1

4x4 + 2

3x3 = − 1

4x3(x− 2 2

3 )f ′ (x) = −x3 + 2x2 = −x2(x− 2)f ′′ (x) = −3x2 + 4x = −3x(x− 1 1

3 )f ′′′ (x) = −6x+ 4F (x) =

∫(− 1

4x4 + 2

3x3)dx = − 1

20x5 + 1

6x4 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W =]−∞, 1 1

3 ]

• Grenzwerte:f(x) = x4(− 1

4 +23

x)

limx→∞

f (x) = [− 14 · ∞4] = −∞

limx→−∞

f (x) = [− 14 · (−∞)4] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = − 1

4 · (−x)4 + 23 · (−x)3

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = − 1

4x4 + 2

3x3 = 0

x3(− 14x+ 2

3 ) = 0 ⇒ x = 0 ∨ − 14x+ 2

3 = 0− 1

4x+ 23 = 0 /− 2

3− 1

4x = − 23 / :

(− 1

4

)x =

− 23

− 14

x = 22

3x1 = 0; 3-fache Nullstelle

x2 = 22

3; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < 0 < x < 2 2

3 < xf(x) − 0 + 0 −

x ∈]0; 223[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]22

3;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −x3 + 2x2 = 0x2(−x+ 2) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −x+ 2 = 0− 1x+ 2 = 0 /− 2− 1x = −2 / : (−1)

x =−2

−1x = 2x3 = 0; 2-fache Nullstellex4 = 2; 1-fache Nullstellef ′′(0) = 0f ′′(0) = 0 ⇒Terrassenpukt:(0/0)f ′′(2) = −4

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

f ′′(2) < 0 ⇒ Hochpunkt:(2/113)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 0 < x < 2 < x

f ′(x) + 0 + 0 −

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]0; 2[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]2;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = −3x2 + 4x = 0x(−3x+ 4) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −3x+ 4 = 0− 3x+ 4 = 0 /− 4− 3x = −4 / : (−3)

x =−4

−3

x = 11

3x5 = 0; 1-fache Nullstelle

x6 = 11

3; 1-fache Nullstelle

f ′′′(0) = 0f ′′′(0) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(0/0)

f ′′′(11

3) =

64

81

f ′′′(11

3) ̸= 0 ⇒

Wendepunkt:(113/64

81)

• Kruemmungx < 0 < x < 1 1

3 < xf ′′(x) − 0 + 0 −

x ∈]0; 113[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]11

3;∞[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 2 23

0

(−1

4x4 +

2

3x3

)dx =

[− 1

20x5 +

1

6x4

]2 23

0

=

(− 1

20· 22

3

5

+1

6· 22

3

4)−(− 1

20· 05 + 1

6· 04

)= (1, 69)− (0) = 1, 69

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Page 276: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = − 14 · x4 + 2

3 · x3

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −828 11

12 441 −175−6 1

2 −629 359 −153−6 −468 288 −132−5 1

2 −340 227 −113−5 −239 7

12 175 −95−4 1

2 −163 1764 132 −78, 8

−4 −106 23 96 −64

−3 12 −66, 1 67, 4 −50, 8

−3 −38 14 45 −39

−2 12 −20, 2 28, 1 −28, 8

−2 −9 13 16 −20

−1 12 −3 33

64 7, 88 −12, 8−1 − 11

12 3 −7− 1

2 −0, 099 0, 625 −2, 750 0 0, 000204 −0, 000153

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 0, 000204 −0, 00015312 0, 0677 0, 375 1, 251 5

12 1 11 12

6364 1, 12 −0, 75

2 1 13 −0, 000408 −4

2 12 0, 651 −3, 13 −8, 753 −2 1

4 −9 −153 12 −8, 93 −18, 4 −22, 84 −21 1

3 −32 −324 12 −41 49

64 −50, 6 −42, 85 −72 11

12 −75 −555 12 −118 −106 −68, 86 −180 −144 −846 12 −263 −190 −1017 −371 7

12 −245 −119

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

Aufgabe (11)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = − 1

4x4 + 2

3x3 = − 1

4x3(x− 2 2

3 )f ′ (x) = −x3 + 2x2 = −x2(x− 2)f ′′ (x) = −3x2 + 4x = −3x(x− 1 1

3 )f ′′′ (x) = −6x+ 4F (x) =

∫(− 1

4x4 + 2

3x3)dx = − 1

20x5 + 1

6x4 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W =]−∞, 1 1

3 ]

• Grenzwerte:f(x) = x4(− 1

4 +23

x)

limx→∞

f (x) = [− 14 · ∞4] = −∞

limx→−∞

f (x) = [− 14 · (−∞)4] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = − 1

4 · (−x)4 + 23 · (−x)3

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = − 1

4x4 + 2

3x3 = 0

x3(− 14x+ 2

3 ) = 0 ⇒ x = 0 ∨ − 14x+ 2

3 = 0− 1

4x+ 23 = 0 /− 2

3− 1

4x = − 23 / :

(− 1

4

)x =

− 23

− 14

x = 22

3x1 = 0; 3-fache Nullstelle

x2 = 22

3; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < 0 < x < 2 2

3 < xf(x) − 0 + 0 −

x ∈]0; 223[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]22

3;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −x3 + 2x2 = 0x2(−x+ 2) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −x+ 2 = 0− 1x+ 2 = 0 /− 2− 1x = −2 / : (−1)

x =−2

−1x = 2x3 = 0; 2-fache Nullstellex4 = 2; 1-fache Nullstellef ′′(0) = 0f ′′(0) = 0 ⇒Terrassenpukt:(0/0)f ′′(2) = −4

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

f ′′(2) < 0 ⇒ Hochpunkt:(2/113)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 0 < x < 2 < x

f ′(x) + 0 + 0 −

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]0; 2[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]2;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = −3x2 + 4x = 0x(−3x+ 4) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −3x+ 4 = 0− 3x+ 4 = 0 /− 4− 3x = −4 / : (−3)

x =−4

−3

x = 11

3x5 = 0; 1-fache Nullstelle

x6 = 11

3; 1-fache Nullstelle

f ′′′(0) = 0f ′′′(0) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(0/0)

f ′′′(11

3) =

64

81

f ′′′(11

3) ̸= 0 ⇒

Wendepunkt:(113/64

81)

• Kruemmungx < 0 < x < 1 1

3 < xf ′′(x) − 0 + 0 −

x ∈]0; 113[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]11

3;∞[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 2 23

0

(−1

4x4 +

2

3x3

)dx =

[− 1

20x5 +

1

6x4

]2 23

0

=

(− 1

20· 22

3

5

+1

6· 22

3

4)−(− 1

20· 05 + 1

6· 04

)= (1, 69)− (0) = 1, 69

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = − 14 · x4 + 2

3 · x3

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −828 11

12 441 −175−6 1

2 −629 359 −153−6 −468 288 −132−5 1

2 −340 227 −113−5 −239 7

12 175 −95−4 1

2 −163 1764 132 −78, 8

−4 −106 23 96 −64

−3 12 −66, 1 67, 4 −50, 8

−3 −38 14 45 −39

−2 12 −20, 2 28, 1 −28, 8

−2 −9 13 16 −20

−1 12 −3 33

64 7, 88 −12, 8−1 − 11

12 3 −7− 1

2 −0, 099 0, 625 −2, 750 0 0, 000204 −0, 000153

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 0, 000204 −0, 00015312 0, 0677 0, 375 1, 251 5

12 1 11 12

6364 1, 12 −0, 75

2 1 13 −0, 000408 −4

2 12 0, 651 −3, 13 −8, 753 −2 1

4 −9 −153 12 −8, 93 −18, 4 −22, 84 −21 1

3 −32 −324 12 −41 49

64 −50, 6 −42, 85 −72 11

12 −75 −555 12 −118 −106 −68, 86 −180 −144 −846 12 −263 −190 −1017 −371 7

12 −245 −119

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Page 280: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

Aufgabe (12)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = x4 + 16f ′ (x) = 4x3

f ′′ (x) = 12x2

f ′′′ (x) = 24xF (x) =

∫(x4 + 16)dx = 1

5x5 + 16x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [16,∞[

• Grenzwerte:f(x) = x4(1 +

16

x4)

limx→∞

f (x) = [1 · ∞4] = ∞lim

x→−∞f (x) = [1 · (−∞)4] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1 · (−x)4 + 16f (−x) = 1 · x4 + 16f (−x) = f (x) → Symmetrie zur y-Achse:

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = x4 + 16 = 0

1x4 + 16 = 0 /− 161x4 = −16 / : 1

x4 =−16

1x = 4

√−16

keine Lösungkeine Loesung

• Vorzeichentabelle:

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 4x3 = 0x3 = 0 ⇒ x = 0x1 = 0; 3-fache Nullstellef ′′(0) = 16f ′′(0) = 0 ⇒Extremwert:(0/16)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 0 < x

f ′(x) − 0 +

x ∈]0;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞; 0[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 12x2 = 0x2 = 0 ⇒ x = 0x2 = 0; 2-fache Nullstelle• Kruemmung

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Page 281: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

x < 0 < xf ′′(x) + 0 +

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]0;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 1 · x4 + 16

Ableitung von f(x)

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Page 282: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 2, 42 · 103 −1, 37 · 103 588−6 1

2 1801 116 −1, 1 · 103 507

−6 1, 31 · 103 −864 432−5 1

2 931 116 −666 363

−5 641 −500 300−4 1

2 426 116 −365 243

−4 272 −256 192−3 1

2 166 116 −172 147

−3 97 −108 108−2 1

2 55 116 −62, 5 75

−2 32 −32 48−1 1

2 21 116 −13, 5 27

−1 17 −4 12− 1

2 16 116 −0, 501 3

0 16 0 0, 000612

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 16 0 0, 00061212 16 1

16 0, 501 31 17 4 121 12 21 1

16 13, 5 272 32 32 482 12 55 1

16 62, 5 753 97 108 1083 12 166 1

16 172 1474 272 256 1924 12 426 1

16 365 2435 641 500 3005 12 931 1

16 666 3636 1, 31 · 103 864 4326 12 1801 1

16 1, 1 · 103 5077 2, 42 · 103 1, 37 · 103 588

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Page 283: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

Aufgabe (13)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = x4 − 16 = (x+ 2)(x− 2)(x2 + 4)f ′ (x) = 4x3

f ′′ (x) = 12x2

f ′′′ (x) = 24xF (x) =

∫(x4 − 16)dx = 1

5x5 − 16x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [(−16),∞[

• Grenzwerte:f(x) = x4(1− 16

x4)

limx→∞

f (x) = [1 · ∞4] = ∞lim

x→−∞f (x) = [1 · (−∞)4] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1 · (−x)4 − 16f (−x) = 1 · x4 − 16f (−x) = f (x) → Symmetrie zur y-Achse:

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = x4 − 16 = 0

1x4 − 16 = 0 / + 161x4 = 16 / : 1

x4 =16

1x =

4√16

x1 = 2 x2 = −2Polynomdivision:(x+ 2)((x− 2)

(x4 −16 ) : (x2 − 4) = x2 + 4−(x4 −4x2)

4x2 −16−(4x2 −16)

0

1x2 + 4 = 0 /− 41x2 = −4 / : 1

x2 =−4

1keine Lösungx1 = −2; 1-fache Nullstellex2 = 2; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −2 < x < 2 < x

f(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−2[ ∪ ]2;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]− 2; 2[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 4x3 = 0x3 = 0 ⇒ x = 0x3 = 0; 3-fache Nullstelle

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

f ′′(0) = −16f ′′(0) = 0 ⇒Extremwert:(0/− 16)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 0 < x

f ′(x) − 0 +

x ∈]0;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞; 0[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 12x2 = 0x2 = 0 ⇒ x = 0x4 = 0; 2-fache Nullstelle• Kruemmung

x < 0 < xf ′′(x) + 0 +

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]0;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 2

−2

(x4 − 16

)dx =

[1

5x5 − 16x

]2−2

=

(1

5· 25 − 16 · 2

)−(1

5· (−2)5 − 16 · (−2)

)=

(−25

3

5

)−(25

3

5

)= −51

1

5

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Page 285: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 1 · x4 − 16

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 2, 39 · 103 −1, 37 · 103 588−6 1

2 1769 116 −1, 1 · 103 507

−6 1, 28 · 103 −864 432−5 1

2 899 116 −666 363

−5 609 −500 300−4 1

2 394 116 −365 243

−4 240 −256 192−3 1

2 134 116 −172 147

−3 65 −108 108−2 1

2 23 116 −62, 5 75

−2 0 −32 48−1 1

2 −10 1516 −13, 5 27

−1 −15 −4 12− 1

2 −15 1516 −0, 501 3

0 −16 0 0, 000612

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 −16 0 0, 00061212 −15 15

16 0, 501 31 −15 4 121 12 −10 15

16 13, 5 272 0 32 482 12 23 1

16 62, 5 753 65 108 1083 12 134 1

16 172 1474 240 256 1924 12 394 1

16 365 2435 609 500 3005 12 899 1

16 666 3636 1, 28 · 103 864 4326 12 1769 1

16 1, 1 · 103 5077 2, 39 · 103 1, 37 · 103 588

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Page 286: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

Aufgabe (14)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = x4 − 3x3 = x3(x− 3)f ′ (x) = 4x3 − 9x2 = 4x2(x− 2 1

4 )f ′′ (x) = 12x2 − 18x = 12x(x− 1 1

2 )f ′′′ (x) = 24x− 18F (x) =

∫(x4 − 3x3)dx = 1

5x5 − 3

4x4 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [(−8, 54),∞[

• Grenzwerte:f(x) = x4(1− 3

x)

limx→∞

f (x) = [1 · ∞4] = ∞lim

x→−∞f (x) = [1 · (−∞)4] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1 · (−x)4 − 3 · (−x)3

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = x4 − 3x3 = 0x3(x− 3) = 0 ⇒ x = 0 ∨ x− 3 = 0x− 3 = 0 / + 3x = 3x1 = 0; 3-fache Nullstellex2 = 3; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < 0 < x < 3 < x

f(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]3;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]0; 3[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 4x3 − 9x2 = 0x2(4x− 9) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 4x− 9 = 04x− 9 = 0 / + 94x = 9 / : 4

x =9

4

x = 21

4x3 = 0; 2-fache Nullstelle

x4 = 21

4; 1-fache Nullstelle

f ′′(0) = 0f ′′(0) = 0 ⇒Terrassenpukt:(0/0)

f ′′(21

4) = 20

1

4> 0 ⇒ Tiefpunkt:(21

4/− 8, 54)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 0 < x < 2 1

4 < xf ′(x) − 0 − 0 +

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Page 287: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

x ∈]214;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]0; 21

4[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 12x2 − 18x = 0x(12x− 18) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 12x− 18 = 012x− 18 = 0 / + 1812x = 18 / : 12

x =18

12

x = 11

2x5 = 0; 1-fache Nullstelle

x6 = 11

2; 1-fache Nullstelle

f ′′′(0) = 0f ′′′(0) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(0/0)

f ′′′(11

2) = −5

1

16

f ′′′(11

2) ̸= 0 ⇒

Wendepunkt:(112/− 5

1

16)

• Kruemmungx < 0 < x < 1 1

2 < xf ′′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]11

2;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]0; 112[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 3

0

(x4 − 3x3

)dx =

[1

5x5 − 3

4x4

]30

=

(1

5· 35 − 3

4· 34

)−(1

5· 05 − 3

4· 04

)=

(−12

3

20

)− (0) = −12

3

20

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 1 · x4 − 3 · x3

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 3, 43 · 103 −1, 81 · 103 714−6 1

2 2608 1516 −1, 48 · 103 624

−6 1, 94 · 103 −1, 19 · 103 540−5 1

2 1414 316 −938 462

−5 103 −725 390−4 1

2 683 716 −547 324

−4 448 −400 264−3 1

2 278 1116 −282 210

−3 162 −189 162−2 1

2 85 1516 −119 120

−2 40 −68 84−1 1

2 15 316 −33, 8 54

−1 4 −13 30− 1

2716 −2, 75 12

0 0 −0, 000919 0, 000612

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 −0, 000919 0, 00061212 − 5

16 −1, 75 −61 −2 −5 −61 12 −5 1

16 −6, 75 0, 0006132 −8 −4 122 12 −7 13

16 6, 25 303 0 27 543 12 21 7

16 61, 3 844 64 112 1204 12 136 11

16 182 1625 250 275 2105 12 415 15

16 393 2646 648 540 3246 12 961 3

16 718 3907 1, 37 · 103 931 462

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

Aufgabe (15)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 1

2x4 + 2x = 1

2 (x2 − 1, 59x+ 2, 52)(x+ 1, 59)x

f ′ (x) = 2x3 + 2 = 2(x2 − x+ 1)(x+ 1)f ′′ (x) = 6x2 = 6x2

f ′′′ (x) = 12xF (x) =

∫( 12x

4 + 2x)dx = 110x

5 + x2 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [(−1 1

2 ),∞[

• Grenzwerte:f(x) = x4( 12 +

2

x3)

limx→∞

f (x) = [ 12 · ∞4] = ∞lim

x→−∞f (x) = [ 12 · (−∞)4] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1

2 · (−x)4 + 2 · (−x)keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 1

2x4 + 2x = 0

x( 12x3 + 2) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 1

2x3 + 2 = 0

12x

3 + 2 = 012x

3 + 2 = 0 /− 212x

3 = −2 / : 12

x3 =−212

x = 3√−4

x = −1, 59Polynomdivision:(−1, 59)

( 12x3 +2 ) : (x+ 1, 59) = 1

2x2 − 0, 794x+ 1, 26

−( 12x3 +0, 794x2)

−0, 794x2 +2−(−0, 794x2 −1, 26x)

1, 26x +2−(1, 26x +2)

4, 44 · 10−16

1

2x2 − 0, 794x+ 1, 26 = 0

x1/2 =+0, 794±

√(−0, 794)

2 − 4 · 12 · 1, 26

2 · 12

x1/2 =+0, 794±

√−1, 89

1Diskriminante negativ keine Lösungx1 = −1, 59; 1-fache Nullstellex2 = 0; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −1, 59 < x < 0 < x

f(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−1, 59[ ∪ ]0;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]− 1, 59; 0[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 2x3 + 2 = 0

2x3 + 2 = 02x3 + 2 = 0 /− 22x3 = −2 / : 2

x3 =−2

2x = 3

√−1

x = −1Polynomdivision:(−1)

(2x3 +2 ) : (x+ 1) = 2x2 − 2x+ 2−(2x3 +2x2)

−2x2 +2−(−2x2 −2x)

2x +2−(2x +2)

0

2x2 − 2x+ 2 = 0

x1/2 =+2±

√(−2)

2 − 4 · 2 · 22 · 2

x1/2 =+2±

√−12

4Diskriminante negativ keine Lösungx3 = −1; 1-fache Nullstelle

f ′′(−1) = 6 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(−1/− 11

2)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −1 < x

f ′(x) − 0 +

x ∈]− 1;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞;−1[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 6x2 = 0x2 = 0 ⇒ x = 0x4 = 0; 2-fache Nullstelle• Kruemmung

x < 0 < xf ′′(x) + 0 +

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]0;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 0

−1,59

(1

2x4 + 2x

)dx =

[1

10x5 + x2

]0−1,59

=

(1

10· 05 + 1 · 02

)−(

1

10· (−1, 59)5 + 1 · (−1, 59)2

)= (0)−

(143

84

)= −1

43

84

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 12 · x4 + 2 · x

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 1186 1

2 −684 294−6 1

2 879 1732 −547 254

−6 636 −430 216−5 1

2 446 1732 −331 182

−5 302 12 −248 150

−4 12 196 1

32 −180 122−4 120 −126 96−3 1

2 68 132 −83, 8 73, 5

−3 34 12 −52 54

−2 12 14 17

32 −29, 3 37, 5−2 4 −14 24−1 1

2 − 1532 −4, 75 13, 5

−1 −1 12 −0, 000613 6

− 12 − 31

32 1, 75 1, 50 0 2 0, 000306

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 2 0, 00030612 1 1

32 2, 25 1, 51 2 1

2 4 61 12 5 17

32 8, 75 13, 52 12 18 242 12 24 17

32 33, 3 37, 53 46 1

2 56 543 12 82 1

32 87, 8 73, 54 136 130 964 12 214 1

32 184 1225 322 1

2 252 1505 12 468 17

32 335 1826 660 434 2166 12 905 17

32 551 2547 1214 1

2 688 294

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

Aufgabe (16)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = − 1

6x4 + 2x2 = − 1

6 (x+ 3, 46)x2(x− 3, 46)f ′ (x) = − 2

3x3 + 4x = − 2

3 (x+ 2, 45)x(x− 2, 45)f ′′ (x) = −2x2 + 4 = −2(x+ 1, 41)(x− 1, 41)f ′′′ (x) = −4xF (x) =

∫(− 1

6x4 + 2x2)dx = − 1

30x5 + 2

3x3 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W =]−∞, 6]

• Grenzwerte:f(x) = x4(− 1

6 +2

x2)

limx→∞

f (x) = [− 16 · ∞4] = −∞

limx→−∞

f (x) = [− 16 · (−∞)4] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = − 1

6 · (−x)4 + 2 · (−x)2

f (−x) = − 16 · x4 + 2 · x2

f (−x) = f (x) → Symmetrie zur y-Achse:

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = − 1

6x4 + 2x2 = 0

x2(− 16x

2 + 2) = 0 ⇒ x = 0 ∨ − 16x

2 + 2 = 0− 1

6x2 + 2 = 0 /− 2

− 16x

2 = −2 / :(− 1

6

)x2 =

−2

− 16

x = ±√12

x1 = 3, 46 x2 = −3, 46x1 = −3, 46; 1-fache Nullstellex2 = 0; 2-fache Nullstellex3 = 3, 46; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −3, 46 < x < 0 < x < 3, 46 < x

f(x) − 0 + 0 + 0 −

x ∈]− 3, 46; 0[ ∪ ]0; 3, 46[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−3, 46[ ∪ ]3, 46;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −2

3x3 + 4x = 0

x(−2

3x2 + 4) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −2

3x2 + 4 = 0

− 2

3x2 + 4 = 0 /− 4

− 2

3x2 = −4 / :

(−2

3

)x2 =

−4

− 23

x = ±√6

x1 = 2, 45 x2 = −2, 45x4 = −2, 45; 1-fache Nullstelle

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Page 293: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

x5 = 0; 1-fache Nullstellex6 = 2, 45; 1-fache Nullstellef ′′(−2, 45) = −8f ′′(−2, 45) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−2, 45/6)

f ′′(0) = 4 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(0/0)f ′′(2, 45) = −8f ′′(2, 45) < 0 ⇒ Hochpunkt:(2, 45/6)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −2, 45 < x < 0 < x < 2, 45 < x

f ′(x) + 0 − 0 + 0 −

x ∈]−∞;−2, 45[ ∪ ]0; 2, 45[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]− 2, 45; 0[ ∪ ]2, 45;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = −2x2 + 4 = 0

− 2x2 + 4 = 0 /− 4− 2x2 = −4 / : (−2)

x2 =−4

−2x = ±

√2

x1 = 1, 41 x2 = −1, 41x7 = −1, 41; 1-fache Nullstellex8 = 1, 41; 1-fache Nullstelle

f ′′′(−1, 41) = 31

3f ′′′(−1, 41) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(−1, 41/3

1

3)

f ′′′(1, 41) = 31

3f ′′′(1, 41) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(1, 41/31

3)

• Kruemmungx < −1, 41 < x < 1, 41 < x

f ′′(x) − 0 + 0 −

x ∈]− 1, 41; 1, 41[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞;−1, 41[ ∪ ]1, 41;∞[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 0

−3,46

(−1

6x4 + 2x2

)dx =

[− 1

30x5 +

2

3x3

]0−3,46

=

(− 1

30· 05 + 2

3· 03

)−(− 1

30· (−3, 46)5 +

2

3· (−3, 46)3

)= (0)− (−11, 1) = 11, 1

A =

∫ 3,46

0

(−1

6x4 + 2x2

)dx =

[− 1

30x5 +

2

3x3

]3,460

=

(− 1

30· 3, 465 + 2

3· 3, 463

)−(− 1

30· 05 + 2

3· 03

)= (11, 1)− (0) = 11, 1

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = − 16 · x4 + 2 · x2

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −302 1

6 201 −94−6 1

2 −213 196 157 −80, 5

−6 −144 120 −68−5 1

2 −92 196 88, 9 −56, 5

−5 −54 16 63, 3 −46

−4 12 −27 27

32 42, 8 −36, 5−4 −10 2

3 26, 7 −28−3 1

2 − 4996 14, 6 −20, 5

−3 4 12 6 −14

−2 12 5 95

96 0, 417 −8, 5−2 5 1

3 −2, 67 −4−1 1

2 3 2132 −3, 75 −0, 5

−1 1 56 −3, 33 2

− 12

4796 −1, 92 3, 5

0 0 0 4

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 0 412

4796 1, 92 3, 5

1 1 56 3, 33 2

1 12 3 21

32 3, 75 −0, 52 5 1

3 2, 67 −42 12 5 95

96 −0, 417 −8, 53 4 1

2 −6 −143 12 − 49

96 −14, 6 −20, 54 −10 2

3 −26, 7 −284 12 −27 27

32 −42, 8 −36, 55 −54 1

6 −63, 3 −465 12 −92 1

96 −88, 9 −56, 56 −144 −120 −686 12 −213 1

96 −157 −80, 57 −302 1

6 −201 −94

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

Aufgabe (17)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 1

2x4 − 3x3 + 5x2 = 1

2 (x2 − 6x+ 10)x2

f ′ (x) = 2x3 − 9x2 + 10x = 2x(x− 2)(x− 2 12 )

f ′′ (x) = 6x2 − 18x+ 10 = 6(x− 0, 736)(x− 2, 26)f ′′′ (x) = 12x− 18F (x) =

∫( 12x

4 − 3x3 + 5x2)dx = 110x

5 − 34x

4 + 1 23x

3 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [0,∞[

• Grenzwerte:f(x) = x4( 12 − 3

x+

5

x2)

limx→∞

f (x) = [ 12 · ∞4] = ∞lim

x→−∞f (x) = [ 12 · (−∞)4] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1

2 · (−x)4 − 3 · (−x)3 + 5 · (−x)2

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 1

2x4 − 3x3 + 5x2 = 0

x2( 12x2 − 3x+ 5) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 1

2x2 − 3x+ 5 = 0

12x

2 − 3x+ 5 = 0

x1/2 =+3±

√(−3)

2 − 4 · 12 · 5

2 · 12

x1/2 =+3±

√−1

1Diskriminante negativ keine Lösungx1 = 0; 2-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < 0 < x

f(x) + 0 +

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]0;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 2x3 − 9x2 + 10x = 0x(2x2 − 9x+ 10) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 2x2 − 9x+ 10 = 0

2x2 − 9x+ 10 = 0

x1/2 =+9±

√(−9)

2 − 4 · 2 · 102 · 2

x1/2 =+9±

√1

4

x1/2 =9± 1

4

x1 =9 + 1

4x2 =

9− 1

4

x1 = 21

2x2 = 2

x2 = 0; 1-fache Nullstellex3 = 2; 1-fache Nullstelle

x4 = 21

2; 1-fache Nullstelle

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Page 296: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

f ′′(0) = 10 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(0/0)f ′′(2) = −2f ′′(2) < 0 ⇒ Hochpunkt:(2/4)

f ′′(21

2) = 2

1

2> 0 ⇒ Tiefpunkt:(21

2/3

29

32)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 0 < x < 2 < x < 2 1

2 < xf ′(x) − 0 + 0 − 0 +

x ∈]0; 2[ ∪ ]21

2;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]2; 21

2[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 6x2 − 18x+ 10 = 0

6x2 − 18x+ 10 = 0

x1/2 =+18±

√(−18)

2 − 4 · 6 · 102 · 6

x1/2 =+18±

√84

12

x1/2 =18± 9, 17

12

x1 =18 + 9, 17

12x2 =

18− 9, 17

12x1 = 2, 26 x2 = 0, 736x5 = 0, 736; 1-fache Nullstellex6 = 2, 26; 1-fache Nullstellef ′′′(0, 736) = 1, 66f ′′′(0, 736) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(0, 736/1, 66)f ′′′(2, 26) = 3, 95f ′′′(2, 26) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(2, 26/3, 95)• Kruemmung

x < 0, 736 < x < 2, 26 < xf ′′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞; 0, 736[ ∪ ]2, 26;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]0, 736; 2, 26[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achsekeine Fläche

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 12 · x4 − 3 · x3 + 5 · x2

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 2474 1

2 −1, 2 · 103 430−6 1

2 1927 2132 −995 381

−6 1, 48 · 103 −816 334−5 1

2 1107 2932 −660 291

−5 812 12 −525 250

−4 12 579 21

32 −410 213−4 400 −312 178−3 1

2 264 2932 −231 147

−3 166 12 −165 118

−2 12 97 21

32 −113 92, 5−2 52 −72 70−1 1

2 23 2932 −42 50, 5

−1 8 12 −21 34

− 12 1 21

32 −7, 5 20, 50 0 −0, 000919 10

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 −0, 000919 1012

2932 3 2, 5

1 2 12 3 −2

1 12 3 21

32 1 12 −3, 5

2 4 0, 000306 −22 12 3 29

32 0, 000612 2, 53 4 1

2 3 103 12 7 21

32 10, 5 20, 54 16 24 344 12 32 29

32 45 50, 55 62 1

2 75 705 12 109 21

32 116 92, 56 180 168 1186 12 279 29

32 234 1477 416 1

2 315 178

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

Aufgabe (18)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = −x4 + 3x2 + 2x = −(x+ 1)2x(x− 2)f ′ (x) = −4x3 + 6x+ 2 = −4(x+ 1)(x+ 0, 366)(x− 1, 37)f ′′ (x) = −12x2 + 6 = −12(x+ 0, 707)(x− 0, 707)f ′′′ (x) = −24xF (x) =

∫(−x4 + 3x2 + 2x)dx = − 1

5x5 + x3 + x2 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W =]−∞, 4, 85]

• Grenzwerte:f(x) = x4(−1 +

3

x2+

2

x3)

limx→∞

f (x) = [−1 · ∞4] = −∞lim

x→−∞f (x) = [−1 · (−∞)4] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = −1 · (−x)4 + 3 · (−x)2 + 2 · (−x)keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = −x4 + 3x2 + 2x = 0x(−x3 + 3x+ 2) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −x3 + 3x+ 2 = 0− x3 + 3x+ 2 = 0

Nullstelle für Polynmomdivision erraten: − 1(−x3 +3x +2 ) : (x+ 1) = −x2 + x+ 2−(−x3 −x2)

x2 +3x +2−(x2 +x)

2x +2−(2x +2)

0

− x2 + x+ 2 = 0

x1/2 =−1±

√12 − 4 · (−1) · 22 · (−1)

x1/2 =−1±

√9

−2

x1/2 =−1± 3

−2

x1 =−1 + 3

−2x2 =

−1− 3

−2x1 = −1 x2 = 2x1 = −1; 2-fache Nullstellex2 = 0; 1-fache Nullstellex3 = 2; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −1 < x < 0 < x < 2 < x

f(x) − 0 − 0 + 0 −

x ∈]0; 2[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−1[ ∪ ]− 1; 0[ ∪ ]2;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −4x3 + 6x+ 2 = 0

− 4x3 + 6x+ 2 = 0

Nullstelle für Polynmomdivision erraten: − 1(−4x3 +6x +2 ) : (x+ 1) = −4x2 + 4x+ 2−(−4x3 −4x2)

4x2 +6x +2−(4x2 +4x)

2x +2−(2x +2)

0

− 4x2 + 4x+ 2 = 0

x1/2 =−4±

√42 − 4 · (−4) · 22 · (−4)

x1/2 =−4±

√48

−8

x1/2 =−4± 6, 93

−8

x1 =−4 + 6, 93

−8x2 =

−4− 6, 93

−8x1 = −0, 366 x2 = 1, 37x4 = −1; 1-fache Nullstellex5 = −0, 366; 1-fache Nullstellex6 = 1, 37; 1-fache Nullstellef ′′(−1) = −6f ′′(−1) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−1/0)

f ′′(−0, 366) = 4, 39 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(−0, 366/− 0, 348)

f ′′(1, 37) = −16, 4f ′′(1, 37) < 0 ⇒ Hochpunkt:(1, 37/4, 85)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −1 < x < −0, 366 < x < 1, 37 < x

f ′(x) + 0 − 0 + 0 −

x ∈]−∞;−1[ ∪ ]− 0, 366; 1, 37[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]− 1;−0, 366[ ∪ ]1, 37;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = −12x2 + 6 = 0

− 12x2 + 6 = 0 /− 6− 12x2 = −6 / : (−12)

x2 =−6

−12

x = ±√

1

2x1 = 0, 707 x2 = −0, 707x7 = −0, 707; 1-fache Nullstellex8 = 0, 707; 1-fache Nullstellef ′′′(−0, 707) = −0, 164f ′′′(−0, 707) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(−0, 707/− 0, 164)

f ′′′(0, 707) = 2, 66

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

f ′′′(0, 707) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(0, 707/2, 66)• Kruemmung

x < −0, 707 < x < 0, 707 < xf ′′(x) − 0 + 0 −

x ∈]− 0, 707; 0, 707[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞;−0, 707[ ∪ ]0, 707;∞[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 0

−1

(−x4 + 3x2 + 2x

)dx =

[−1

5x5 + x3 + x2

]0−1

=

(−1

5· 05 + 1 · 03 + 1 · 02

)−(−1

5· (−1)5 + 1 · (−1)3 + 1 · (−1)2

)= (0)−

(1

5

)= −1

5

A =

∫ 2

0

(−x4 + 3x2 + 2x

)dx =

[−1

5x5 + x3 + x2

]20

=

(−1

5· 25 + 1 · 23 + 1 · 22

)−(−1

5· 05 + 1 · 03 + 1 · 02

)=

(53

5

)− (0) = 5

3

5

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = −1 · x4 + 3 · x2 + 2 · x

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −2, 27 · 103 1, 33 · 103 −582−6 1

2 −1671 516 1, 06 · 103 −501

−6 −1, 2 · 103 830 −426−5 1

2 −835 516 635 −357

−5 −560 472 −294−4 1

2 −358 516 340 −237

−4 −216 234 −186−3 1

2 −120 516 153 −141

−3 −60 92 −102−2 1

2 −25 516 49, 5 −69

−2 −8 22 −42−1 1

2 −1 516 6, 5 −21

−1 0 0, 00122 −6− 1

2 − 516 −0, 499 3

0 0 2 6

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 2 612 1 11

16 4, 5 31 4 4 −61 12 4 11

16 −2, 5 −212 0 −18 −422 12 −15 5

16 −45, 5 −693 −48 −88 −1023 12 −106 5

16 −149 −1414 −200 −230 −1864 12 −340 5

16 −336 −2375 −540 −468 −2945 12 −813 5

16 −631 −3576 −1, 18 · 103 −826 −4266 12 −1645 5

16 −1, 06 · 103 −5017 −2, 24 · 103 −1, 33 · 103 −582

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

Aufgabe (19)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = −x4 + 3x3 − 4x = −(x+ 1)x(x− 2)2

f ′ (x) = −4x3 + 9x2 − 4 = −4(x+ 0, 593)(x− 0, 843)(x− 2)f ′′ (x) = −12x2 + 18x = −12x(x− 1 1

2 )f ′′′ (x) = −24x+ 18F (x) =

∫(−x4 + 3x3 − 4x)dx = − 1

5x5 + 3

4x4 − 2x2 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W =]−∞, 1, 62]

• Grenzwerte:f(x) = x4(−1 +

3

x− 4

x3)

limx→∞

f (x) = [−1 · ∞4] = −∞lim

x→−∞f (x) = [−1 · (−∞)4] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = −1 · (−x)4 + 3 · (−x)3 − 4 · (−x)keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = −x4 + 3x3 − 4x = 0x(−x3 + 3x2 − 4) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −x3 + 3x2 − 4 = 0− x3 + 3x2 − 4 = 0

Nullstelle für Polynmomdivision erraten: − 1(−x3 +3x2 −4 ) : (x+ 1) = −x2 + 4x− 4−(−x3 −x2)

4x2 −4−(4x2 +4x)

−4x −4−(−4x −4)

0

− x2 + 4x− 4 = 0

x1/2 =−4±

√42 − 4 · (−1) · (−4)

2 · (−1)

x1/2 =−4±

√0

−2

x1/2 =−4± 0

−2

x1 =−4 + 0

−2x2 =

−4− 0

−2x1 = 2 x2 = 2x1 = −1; 1-fache Nullstellex2 = 0; 1-fache Nullstellex3 = 2; 2-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −1 < x < 0 < x < 2 < x

f(x) − 0 + 0 − 0 −

x ∈]− 1; 0[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−1[ ∪ ]0; 2[ ∪ ]2;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −4x3 + 9x2 − 4 = 0

− 4x3 + 9x2 − 4 = 0

Nullstelle für Polynmomdivision erraten:2(−4x3 +9x2 −4 ) : (x− 2) = −4x2 + x+ 2−(−4x3 +8x2)

x2 −4−(x2 −2x)

2x −4−(2x −4)

0

− 4x2 + x+ 2 = 0

x1/2 =−1±

√12 − 4 · (−4) · 22 · (−4)

x1/2 =−1±

√33

−8

x1/2 =−1± 5, 74

−8

x1 =−1 + 5, 74

−8x2 =

−1− 5, 74

−8x1 = −0, 593 x2 = 0, 843x4 = −0, 593; 1-fache Nullstellex5 = 0, 843; 1-fache Nullstellex6 = 2; 1-fache Nullstellef ′′(−0, 593) = −14, 9f ′′(−0, 593) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−0, 593/1, 62)

f ′′(0, 843) = 6, 65 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(0, 843/− 2, 08)

f ′′(2) = −12f ′′(2) < 0 ⇒ Hochpunkt:(2/0)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −0, 593 < x < 0, 843 < x < 2 < x

f ′(x) + 0 − 0 + 0 −

x ∈]−∞;−0, 593[ ∪ ]0, 843; 2[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]− 0, 593; 0, 843[ ∪ ]2;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = −12x2 + 18x = 0x(−12x+ 18) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −12x+ 18 = 0− 12x+ 18 = 0 /− 18− 12x = −18 / : (−12)

x =−18

−12

x = 11

2x7 = 0; 1-fache Nullstelle

x8 = 11

2; 1-fache Nullstelle

f ′′′(0) = 0f ′′′(0) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(0/0)

f ′′′(11

2) = −15

16

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

f ′′′(11

2) ̸= 0 ⇒

Wendepunkt:(112/− 15

16)

• Kruemmungx < 0 < x < 1 1

2 < xf ′′(x) − 0 + 0 −

x ∈]0; 112[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]11

2;∞[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 0

−1

(−x4 + 3x3 − 4x

)dx =

[−1

5x5 +

3

4x4 − 2x2

]0−1

=

(−1

5· 05 + 3

4· 04 − 2 · 02

)−(−1

5· (−1)5 +

3

4· (−1)4 − 2 · (−1)2

)= (0)−

(−1

1

20

)= 1

1

20

A =

∫ 2

0

(−x4 + 3x3 − 4x

)dx =

[−1

5x5 +

3

4x4 − 2x2

]20

=

(−1

5· 25 + 3

4· 24 − 2 · 22

)−(−1

5· 05 + 3

4· 04 − 2 · 02

)=

(−2

2

5

)− (0) = −2

2

5

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = −1 · x4 + 3 · x3 − 4 · x

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −3, 4 · 103 1, 81 · 103 −714−6 1

2 −2582 1516 1, 47 · 103 −624

−6 −1, 92 · 103 1, 18 · 103 −540−5 1

2 −1392 316 934 −462

−5 −980 721 −390−4 1

2 −665 716 543 −324

−4 −432 396 −264−3 1

2 −264 1116 278 −210

−3 −150 185 −162−2 1

2 −75 1516 115 −120

−2 −32 64 −84−1 1

2 −9 316 29, 8 −54

−1 0 9 −30− 1

2 1 916 −1, 25 −12

0 0 −4 −0, 000613

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 −4 −0, 00061312 −1 11

16 −2, 25 61 −2 1 61 12 − 15

16 2, 75 −0, 0006132 0 −0, 00153 −122 12 −2 3

16 −10, 3 −303 −12 −31 −543 12 −35 7

16 −65, 3 −844 −80 −116 −1204 12 −154 11

16 −186 −1625 −270 −279 −2105 12 −437 15

16 −397 −2646 −672 −544 −3246 12 −987 3

16 −722 −3907 −1, 4 · 103 −935 −462

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

Aufgabe (20)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 4x4 + 5x3 − 6x2 = 4(x+ 2)x2(x− 3

4 )f ′ (x) = 16x3 + 15x2 − 12x = 16(x+ 1, 45)x(x− 0, 516)f ′′ (x) = 48x2 + 30x− 12 = 48(x+ 0, 902)(x− 0, 277)f ′′′ (x) = 96x+ 30F (x) =

∫(4x4 + 5x3 − 6x2)dx = 4

5x5 + 1 1

4x4 − 2x3 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [(−10, 2),∞[

• Grenzwerte:f(x) = x4(4 +

5

x− 6

x2)

limx→∞

f (x) = [4 · ∞4] = ∞lim

x→−∞f (x) = [4 · (−∞)4] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 4 · (−x)4 + 5 · (−x)3 − 6 · (−x)2

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 4x4 + 5x3 − 6x2 = 0x2(4x2 + 5x− 6) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 4x2 + 5x− 6 = 0

4x2 + 5x− 6 = 0

x1/2 =−5±

√52 − 4 · 4 · (−6)

2 · 4x1/2 =

−5±√121

8

x1/2 =−5± 11

8

x1 =−5 + 11

8x2 =

−5− 11

8

x1 =3

4x2 = −2

x1 = −2; 1-fache Nullstellex2 = 0; 2-fache Nullstelle

x3 =3

4; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −2 < x < 0 < x < 3

4 < xf(x) + 0 − 0 − 0 +

x ∈]−∞;−2[ ∪ ]3

4;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]− 2; 0[ ∪ ]0;3

4[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 16x3 + 15x2 − 12x = 0x(16x2 + 15x− 12) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 16x2 + 15x− 12 = 0

16x2 + 15x− 12 = 0

x1/2 =−15±

√152 − 4 · 16 · (−12)

2 · 16x1/2 =

−15±√993

32

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

x1/2 =−15± 31, 5

32

x1 =−15 + 31, 5

32x2 =

−15− 31, 5

32x1 = 0, 516 x2 = −1, 45x4 = −1, 45; 1-fache Nullstellex5 = 0; 1-fache Nullstellex6 = 0, 516; 1-fache Nullstellef ′′(−1, 45) = 45, 8 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(−1, 45/− 10, 2)

f ′′(0) = −12f ′′(0) < 0 ⇒ Hochpunkt:(0/0)f ′′(0, 516) = 16, 3 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(0, 516/− 0, 627)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −1, 45 < x < 0 < x < 0, 516 < x

f ′(x) − 0 + 0 − 0 +

x ∈]− 1, 45; 0[ ∪ ]0, 516;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞;−1, 45[ ∪ ]0; 0, 516[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 48x2 + 30x− 12 = 0

48x2 + 30x− 12 = 0

x1/2 =−30±

√302 − 4 · 48 · (−12)

2 · 48

x1/2 =−30±

√3, 2 · 103

96

x1/2 =−30± 56, 6

96

x1 =−30 + 56, 6

96x2 =

−30− 56, 6

96x1 = 0, 277 x2 = −0, 902x7 = −0, 902; 1-fache Nullstellex8 = 0, 277; 1-fache Nullstellef ′′′(−0, 902) = −5, 9f ′′′(−0, 902) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(−0, 902/− 5, 9)

f ′′′(0, 277) = −0, 331f ′′′(0, 277) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(0, 277/− 0, 331)• Kruemmung

x < −0, 902 < x < 0, 277 < xf ′′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−0, 902[ ∪ ]0, 277;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]− 0, 902; 0, 277[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 0

−2

(4x4 + 5x3 − 6x2

)dx =

[4

5x5 + 1

1

4x4 − 2x3

]0−2

=

(4

5· 05 + 1

1

4· 04 − 2 · 03

)−(4

5· (−2)5 + 1

1

4· (−2)4 − 2 · (−2)3

)= (0)−

(10

2

5

)= −10

2

5

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

A =

∫ 34

0

(4x4 + 5x3 − 6x2

)dx =

[4

5x5 + 1

1

4x4 − 2x3

] 34

0

=

(4

5· 34

5

+ 11

4· 34

4

− 2 · 34

3)−(4

5· 05 + 1

1

4· 04 − 2 · 03

)= (−0, 258)− (0) = −0, 258

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 4 · x4 + 5 · x3 − 6 · x2

Ableitung von f(x)

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 7, 6 · 103 −4, 67 · 103 2, 13 · 103−6 1

2 5513 58 −3, 68 · 103 1, 82 · 103

−6 3, 89 · 103 −2, 84 · 103 1, 54 · 103−5 1

2 2646 78 −2, 14 · 103 1, 28 · 103

−5 1, 73 · 103 −1, 57 · 103 1, 04 · 103−4 1

2 1063 18 −1, 1 · 103 825

−4 608 −736 636−3 1

2 312 38 −460 471

−3 135 −261 330−2 1

2 40 58 −126 213

−2 0 −44 120−1 1

2 −10 18 −2, 26 51

−1 −7 11 6− 1

2 −1 78 7, 75 −15

0 0 0, 00153 −12

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 0, 00153 −1212 − 5

8 −0, 246 151 3 19 661 12 23 5

8 69, 8 1412 80 164 2402 12 196 7

8 314 3633 405 531 5103 12 741 1

8 828 6814 1, 25 · 103 1, 22 · 103 8764 12 1974 3

8 1, 71 · 103 1, 1 · 1035 2, 98 · 103 2, 32 · 103 1, 34 · 1035 12 4310 5

8 3, 05 · 103 1, 61 · 1036 6, 05 · 103 3, 92 · 103 1, 9 · 1036 12 8259 7

8 4, 95 · 103 2, 21 · 1037 1, 1 · 104 6, 14 · 103 2, 55 · 103

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

Aufgabe (21)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = x4 − 2x2 + 1 = (x+ 1)2(x− 1)2

f ′ (x) = 4x3 − 4x = 4(x+ 1)x(x− 1)f ′′ (x) = 12x2 − 4 = 12(x+ 0, 577)(x− 0, 577)f ′′′ (x) = 24xF (x) =

∫(x4 − 2x2 + 1)dx = 1

5x5 − 2

3x3 + x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [0,∞[

• Grenzwerte:f(x) = x4(1− 2

x2+

1

x4)

limx→∞

f (x) = [1 · ∞4] = ∞lim

x→−∞f (x) = [1 · (−∞)4] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1 · (−x)4 − 2 · (−x)2 + 1f (−x) = 1 · x4 − 2 · x2 + 1f (−x) = f (x) → Symmetrie zur y-Achse:

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = x4 − 2x2 + 1 = 0

u = x2 u2 = x4

1u2 − 2u+ 1 = 0

u1/2 =+2±

√(−2)

2 − 4 · 1 · 12 · 1

u1/2 =+2±

√0

2

u1/2 =2± 0

2

u1 =2 + 0

2u2 =

2− 0

2u1 = 1 u2 = 1x2 = 1x = ±

√1

x1 = 1 x2 = −1x2 = 1x = ±

√1

x1 = 1 x2 = −1x1 = −1; 2-fache Nullstellex2 = 1; 2-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −1 < x < 1 < x

f(x) + 0 + 0 +

x ∈]−∞;−1[ ∪ ]− 1; 1[ ∪ ]1;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 4x3 − 4x = 0x(4x2 − 4) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 4x2 − 4 = 04x2 − 4 = 0 / + 4

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

4x2 = 4 / : 4

x2 =4

4x = ±

√1

x1 = 1 x2 = −1x3 = −1; 1-fache Nullstellex4 = 0; 1-fache Nullstellex5 = 1; 1-fache Nullstellef ′′(−1) = 8 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(−1/0)

f ′′(0) = −4f ′′(0) < 0 ⇒ Hochpunkt:(0/1)f ′′(1) = 8 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(1/0)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −1 < x < 0 < x < 1 < x

f ′(x) − 0 + 0 − 0 +

x ∈]− 1; 0[ ∪ ]1;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞;−1[ ∪ ]0; 1[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 12x2 − 4 = 0

12x2 − 4 = 0 / + 412x2 = 4 / : 12

x2 =4

12

x = ±√

1

3x1 = 0, 577 x2 = −0, 577x6 = −0, 577; 1-fache Nullstellex7 = 0, 577; 1-fache Nullstelle

f ′′′(−0, 577) =4

9f ′′′(−0, 577) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(−0, 577/

4

9)

f ′′′(0, 577) =4

9f ′′′(0, 577) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(0, 577/4

9)

• Kruemmungx < −0, 577 < x < 0, 577 < x

f ′′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−0, 577[ ∪ ]0, 577;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]− 0, 577; 0, 577[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 1

−1

(x4 − 2x2 + 1

)dx =

[1

5x5 − 2

3x3 + x

]1−1

=

(1

5· 15 − 2

3· 13 + 1 · 1

)−

(1

5· (−1)5 − 2

3· (−1)3 + 1 · (−1)

)=

(8

15

)−(− 8

15

)= 1

1

15

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 1 · x4 − 2 · x2 + 1

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 2, 3 · 103 −1, 34 · 103 584−6 1

2 1701 916 −1, 07 · 103 503

−6 1, 23 · 103 −840 428−5 1

2 855 916 −644 359

−5 576 −480 296−4 1

2 370 916 −347 239

−4 225 −240 188−3 1

2 126 916 −158 143

−3 64 −96 104−2 1

2 27 916 −52, 5 71

−2 9 −24 44−1 1

2 1 916 −7, 5 23

−1 0 −0, 00122 8− 1

2916 1, 5 −0, 999

0 1 0 −4

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 1 0 −412

916 −1, 5 −0, 999

1 0 0, 00122 81 12 1 9

16 7, 5 232 9 24 442 12 27 9

16 52, 5 713 64 96 1043 12 126 9

16 158 1434 225 240 1884 12 370 9

16 347 2395 576 480 2965 12 855 9

16 644 3596 1, 23 · 103 840 4286 12 1701 9

16 1, 07 · 103 5037 2, 3 · 103 1, 34 · 103 584

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

Aufgabe (22)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = x4 + 2x2 + 1f ′ (x) = 4x3 + 4x = 4x(x2 + 1)f ′′ (x) = 12x2 + 4 = 12(x2 + 1

3 )f ′′′ (x) = 24xF (x) =

∫(x4 + 2x2 + 1)dx = 1

5x5 + 2

3x3 + x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [1,∞[

• Grenzwerte:f(x) = x4(1 +

2

x2+

1

x4)

limx→∞

f (x) = [1 · ∞4] = ∞lim

x→−∞f (x) = [1 · (−∞)4] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1 · (−x)4 + 2 · (−x)2 + 1f (−x) = 1 · x4 + 2 · x2 + 1f (−x) = f (x) → Symmetrie zur y-Achse:

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = x4 + 2x2 + 1 = 0

u = x2 u2 = x4

1u2 + 2u+ 1 = 0

u1/2 =−2±

√22 − 4 · 1 · 12 · 1

u1/2 =−2±

√0

2

u1/2 =−2± 0

2

u1 =−2 + 0

2u2 =

−2− 0

2u1 = −1 u2 = −1x2 = −1x = ±

√−1

Diskriminante negativ keine Lösungx2 = −1x = ±

√−1

Diskriminante negativ keine Lösung

• Vorzeichentabelle:kein Vorzeichenwechselx ∈ R f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 4x3 + 4x = 0x(4x2 + 4) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 4x2 + 4 = 04x2 + 4 = 0 /− 44x2 = −4 / : 4

x2 =−4

4keine Lösungx1 = 0; 1-fache Nullstellef ′′(0) = 4 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(0/1)

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 0 < x

f ′(x) − 0 +

x ∈]0;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞; 0[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 12x2 + 4 = 0

12x2 + 4 = 0 /− 412x2 = −4 / : 12

x2 =−4

12keine Lösung• Kruemmungkein Vorzeichenwechselx ∈ R f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achsekeine Fläche

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 1 · x4 + 2 · x2 + 1

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 2, 5 · 103 −1, 4 · 103 592−6 1

2 1870 916 −1, 12 · 103 511

−6 1, 37 · 103 −888 436−5 1

2 976 916 −688 367

−5 676 −520 304−4 1

2 451 916 −383 247

−4 289 −272 196−3 1

2 175 916 −186 151

−3 100 −120 112−2 1

2 52 916 −72, 5 79

−2 25 −40 52−1 1

2 10 916 −19, 5 31

−1 4 −8 16− 1

2 1 916 −2, 5 7

0 1 0 4

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 1 0 412 1 9

16 2, 5 71 4 8 161 12 10 9

16 19, 5 312 25 40 522 12 52 9

16 72, 5 793 100 120 1123 12 175 9

16 186 1514 289 272 1964 12 451 9

16 383 2475 676 520 3045 12 976 9

16 688 3676 1, 37 · 103 888 4366 12 1870 9

16 1, 12 · 103 5117 2, 5 · 103 1, 4 · 103 592

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

Aufgabe (23)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = x4 − 13x2 + 36 = (x+ 3)(x+ 2)(x− 2)(x− 3)f ′ (x) = 4x3 − 26x = 4(x+ 2, 55)x(x− 2, 55)f ′′ (x) = 12x2 − 26 = 12(x+ 1, 47)(x− 1, 47)f ′′′ (x) = 24xF (x) =

∫(x4 − 13x2 + 36)dx = 1

5x5 − 4 1

3x3 + 36x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [(−6 1

4 ),∞[

• Grenzwerte:f(x) = x4(1− 13

x2+

36

x4)

limx→∞

f (x) = [1 · ∞4] = ∞lim

x→−∞f (x) = [1 · (−∞)4] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1 · (−x)4 − 13 · (−x)2 + 36f (−x) = 1 · x4 − 13 · x2 + 36f (−x) = f (x) → Symmetrie zur y-Achse:

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = x4 − 13x2 + 36 = 0

u = x2 u2 = x4

1u2 − 13u+ 36 = 0

u1/2 =+13±

√(−13)

2 − 4 · 1 · 362 · 1

u1/2 =+13±

√25

2

u1/2 =13± 5

2

u1 =13 + 5

2u2 =

13− 5

2u1 = 9 u2 = 4x2 = 9x = ±

√9

x1 = 3 x2 = −3x2 = 4x = ±

√4

x1 = 2 x2 = −2x1 = −3; 1-fache Nullstellex2 = −2; 1-fache Nullstellex3 = 2; 1-fache Nullstellex4 = 3; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −3 < x < −2 < x < 2 < x < 3 < x

f(x) + 0 − 0 + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−3[ ∪ ]− 2; 2[ ∪ ]3;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]− 3;−2[ ∪ ]2; 3[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

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Page 318: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 4x3 − 26x = 0x(4x2 − 26) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 4x2 − 26 = 04x2 − 26 = 0 / + 264x2 = 26 / : 4

x2 =26

4

x = ±√61

2x1 = 2, 55 x2 = −2, 55x5 = −2, 55; 1-fache Nullstellex6 = 0; 1-fache Nullstellex7 = 2, 55; 1-fache Nullstelle

f ′′(−2, 55) = 52 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(−2, 55/− 61

4)

f ′′(0) = −26f ′′(0) < 0 ⇒ Hochpunkt:(0/36)

f ′′(2, 55) = 52 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(2, 55/− 61

4)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −2, 55 < x < 0 < x < 2, 55 < x

f ′(x) − 0 + 0 − 0 +

x ∈]− 2, 55; 0[ ∪ ]2, 55;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞;−2, 55[ ∪ ]0; 2, 55[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 12x2 − 26 = 0

12x2 − 26 = 0 / + 2612x2 = 26 / : 12

x2 =26

12

x = ±√21

6x1 = 1, 47 x2 = −1, 47x8 = −1, 47; 1-fache Nullstellex9 = 1, 47; 1-fache Nullstelle

f ′′′(−1, 47) = 1219

36f ′′′(−1, 47) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(−1, 47/12

19

36)

f ′′′(1, 47) = 1219

36f ′′′(1, 47) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(1, 47/1219

36)

• Kruemmungx < −1, 47 < x < 1, 47 < x

f ′′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−1, 47[ ∪ ]1, 47;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]− 1, 47; 1, 47[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

A =

∫ −2

−3

(x4 − 13x2 + 36

)dx =

[1

5x5 − 4

1

3x3 + 36x

]−2

−3

=

(1

5· (−2)5 − 4

1

3· (−2)3 + 36 · (−2)

)−(1

5· (−3)5 − 4

1

3· (−3)3 + 36 · (−3)

)=

(−43

11

15

)−

(−39

3

5

)= −4

2

15

A =

∫ 2

−2

(x4 − 13x2 + 36

)dx =

[1

5x5 − 4

1

3x3 + 36x

]2−2

=

(1

5· 25 − 4

1

3· 23 + 36 · 2

)−(1

5· (−2)5 − 4

1

3· (−2)3 + 36 · (−2)

)=

(43

11

15

)−(−43

11

15

)= 87

7

15

A =

∫ 3

2

(x4 − 13x2 + 36

)dx =

[1

5x5 − 4

1

3x3 + 36x

]32

=

(1

5· 35 − 4

1

3· 33 + 36 · 3

)−(1

5· 25 − 4

1

3· 23 + 36 · 2

)=

(39

3

5

)−(43

11

15

)= −4

2

15

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 1 · x4 − 13 · x2 + 36

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 1, 8 · 103 −1, 19 · 103 562−6 1

2 1271 1316 −930 481

−6 864 −708 406−5 1

2 557 1316 −523 337

−5 336 −370 274−4 1

2 182 1316 −248 217

−4 84 −152 166−3 1

2 26 1316 −80, 5 121

−3 0 −30 82−2 1

2 −6 316 2, 5 49

−2 0 20 22−1 1

2 11 1316 25, 5 1

−1 24 22 −14− 1

2 32 1316 12, 5 −23

0 36 0 −26

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 36 0 −2612 32 13

16 −12, 5 −231 24 −22 −141 12 11 13

16 −25, 5 12 0 −20 222 12 −6 3

16 −2, 5 493 0 30 823 12 26 13

16 80, 5 1214 84 152 1664 12 182 13

16 248 2175 336 370 2745 12 557 13

16 523 3376 864 708 4066 12 1271 13

16 930 4817 1, 8 · 103 1, 19 · 103 562

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

Aufgabe (24)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = x4 + x3 − 7x2 − x+ 7 = (x+ 2, 97)(x+ 1, 08)(x− 1, 13)(x− 1, 92)f ′ (x) = 4x3 + 3x2 − 14x− 1 = 4(x+ 2, 25)(x+ 0, 0705)(x− 1, 57)f ′′ (x) = 12x2 + 6x− 14 = 12(x+ 1, 36)(x− 0, 859)f ′′′ (x) = 24x+ 6F (x) =

∫(x4 + x3 − 7x2 − x+ 7)dx = 1

5x5 + 1

4x4 − 2 1

3x3 − 1

2x2 + 7x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [(−11, 9),∞[

• Grenzwerte:f(x) = x4(1 + x− 7

x2− 1

x3+

7

x4)

limx→∞

f (x) = [1 · ∞4] = ∞lim

x→−∞f (x) = [1 · (−∞)4] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1 · (−x)4 + 1 · (−x)3 − 7 · (−x)2 − 1 · (−x) + 7keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = x4 + x3 − 7x2 − x+ 7 = 0

x4 + x3 − 7x2 − x+ 7NumerischeSuche :

x1 = −2, 97; 1-fache Nullstellex2 = −1, 08; 1-fache Nullstellex3 = 1, 13; 1-fache Nullstellex4 = 1, 92; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −2, 97 < x < −1, 08 < x < 1, 13 < x < 1, 92 < x

f(x) + 0 − 0 + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−2, 97[ ∪ ]− 1, 08; 1, 13[ ∪ ]1, 92;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]− 2, 97;−1, 08[ ∪ ]1, 13; 1, 92[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 4x3 + 3x2 − 14x− 1 = 0

4x3 + 3x2 − 14x− 1 = 0

NumerischeSuche :x5 = −2, 25; 1-fache Nullstellex6 = −0, 0705; 1-fache Nullstellex7 = 1, 57; 1-fache Nullstellef ′′(−2, 25) = 33, 4 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(−2, 25/− 11, 9)

f ′′(−0, 0705) = −14, 4f ′′(−0, 0705) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−0, 0705/7, 04)

f ′′(1, 57) = 25, 2 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(1, 57/− 1, 88)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −2, 25 < x < −0, 0705 < x < 1, 57 < x

f ′(x) − 0 + 0 − 0 +

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

x ∈]− 2, 25;−0, 0705[ ∪ ]1, 57;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞;−2, 25[ ∪ ]− 0, 0705; 1, 57[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 12x2 + 6x− 14 = 0

12x2 + 6x− 14 = 0

x1/2 =−6±

√62 − 4 · 12 · (−14)

2 · 12x1/2 =

−6±√708

24

x1/2 =−6± 26, 6

24

x1 =−6 + 26, 6

24x2 =

−6− 26, 6

24x1 = 0, 859 x2 = −1, 36x8 = −1, 36; 1-fache Nullstellex9 = 0, 859; 1-fache Nullstellef ′′′(−1, 36) = −3, 66f ′′′(−1, 36) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(−1, 36/− 3, 66)

f ′′′(0, 859) = 2, 16f ′′′(0, 859) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(0, 859/2, 16)• Kruemmung

x < −1, 36 < x < 0, 859 < xf ′′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−1, 36[ ∪ ]0, 859;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]− 1, 36; 0, 859[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ −1,08

−2,97

(x4 + x3 − 7x2 − x+ 7

)dx =

[1

5x5 +

1

4x4 − 2

1

3x3 − 1

2x2 + 7x

]−1,08

−2,97

=

(1

5· (−1, 08)5 +

1

4· (−1, 08)4 − 2

1

3· (−1, 08)3 − 1

2· (−1, 08)2 + 7 · (−1, 08)

)−(1

5· (−2, 97)5 +

1

4· (−2, 97)4 − 2

1

3· (−2, 97)3 − 1

2· (−2, 97)2 + 7 · (−2, 97)

)= (−5, 16)− (9, 16) = −14, 3

A =

∫ 1,13

−1,08

(x4 + x3 − 7x2 − x+ 7

)dx =

[1

5x5 +

1

4x4 − 2

1

3x3 − 1

2x2 + 7x

]1,13−1,08

=

(1

5· 1, 135 + 1

4· 1, 134 − 2

1

3· 1, 133 − 1

2· 1, 132 + 7 · 1, 13

)−(1

5· (−1, 08)5 +

1

4· (−1, 08)4 − 2

1

3· (−1, 08)3 − 1

2· (−1, 08)2 + 7 · (−1, 08)

)= (4, 68)− (−5, 16) = 9, 84

A =

∫ 1,92

1,13

(x4 + x3 − 7x2 − x+ 7

)dx =

[1

5x5 +

1

4x4 − 2

1

3x3 − 1

2x2 + 7x

]1,921,13

=

(1

5· 1, 925 + 1

4· 1, 924 − 2

1

3· 1, 923 − 1

2· 1, 922 + 7 · 1, 92

)−

(1

5· 1, 135 + 1

4· 1, 134 − 2

1

3· 1, 133 − 1

2· 1, 132 + 7 · 1, 13

)= (3, 7)− (4, 68) = −0, 984

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 1 · x4 + 1 · x3 − 7 · x2 − 1 · x+ 7

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 1, 73 · 103 −1, 13 · 103 532−6 1

2 1228 316 −882 454

−6 841 −673 382−5 1

2 549 716 −499 316

−5 337 −356 256−4 1

2 188 1116 −242 202

−4 91 −153 154−3 1

2 31 1516 −86, 8 112

−3 1 −40 76−2 1

2 −10 1316 −9, 75 46

−2 −11 7 22−1 1

2 −5 916 13, 2 4

−1 1 12 −8− 1

2 5 1116 6, 25 −14

0 7 −1 −14

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 7 −1 −1412 4 15

16 −6, 75 −81 1 −8 41 12 −1 13

16 −1, 75 222 1 15 462 12 15 7

16 45, 3 763 49 92 1123 12 110 11

16 158 1544 211 247 2024 12 361 15

16 361 2565 577 504 3165 12 871 3

16 678 3826 1, 26 · 103 887 4546 12 1764 7

16 1, 13 · 103 5327 2, 4 · 103 1, 42 · 103 616

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

Aufgabe (25)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 4 1

2x3 + 3x2 − 10x− 12 = 4 1

2 (x2 + 2, 32x+ 1, 61)(x− 1, 65)

f ′ (x) = 13 12x

2 + 6x− 10 = 13 12 (x+ 1 1

9 )(x− 23 )

f ′′ (x) = 27x+ 6 = 27(x+ 29 )

f ′′′ (x) = 27F (x) =

∫(4 1

2x3 + 3x2 − 10x− 12)dx = 1 1

8x4 + x3 − 5x2 − 12x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x3(4 1

2 +3

x− 10

x2− 12

x3)

limx→∞

f (x) = [4 12 · ∞3] = ∞

limx→−∞

f (x) = [4 12 · (−∞)3] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 4 1

2 · (−x)3 + 3 · (−x)2 − 10 · (−x)− 12keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 4 1

2x3 + 3x2 − 10x− 12 = 0

4 12x

3 + 3x2 − 10x− 12 = 0

NumerischeSuche :x1 = 1, 65; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < 1, 65 < x

f(x) − 0 +

x ∈]1, 65;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞; 1, 65[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 13 1

2x2 + 6x− 10 = 0

13 12x

2 + 6x− 10 = 0

x1/2 =−6±

√62 − 4 · 13 1

2 · (−10)

2 · 13 12

x1/2 =−6±

√576

27

x1/2 =−6± 24

27

x1 =−6 + 24

27x2 =

−6− 24

27

x1 =2

3x2 = −1

1

9

x2 = −11

9; 1-fache Nullstelle

x3 =2

3; 1-fache Nullstelle

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

f ′′(−11

9) = −24

f ′′(−11

9) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−1

1

9/− 3

29

81)

f ′′(2

3) = 24 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(2

3/− 16)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −1 1

9 < x < 23 < x

f ′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−11

9[ ∪ ]

2

3;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]− 11

9;2

3[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 27x+ 6 = 0

27x+ 6 = 0 /− 627x = −6 / : 27

x =−6

27

x = −2

9

x4 = −2

9; 1-fache Nullstelle

f ′′′(−2

9) = −9

55

81

f ′′′(−2

9) ̸= 0 ⇒

Wendepunkt:(−2

9/− 9

55

81)

• Kruemmungx < − 2

9 < xf ′′(x) − 0 +

x ∈]− 2

9;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞;−2

9[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achsekeine Fläche

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 4 12 · x3 + 3 · x2 − 10 · x− 12

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −1338 1

2 610 −183−6 1

2 −1056 116 521 −169 1

2

−6 −816 440 −156−5 1

2 −614 1516 365 −142 1

2

−5 −449 12 298 −129

−4 12 −316 5

16 236 −115 12

−4 −212 182 −102−3 1

2 −133 316 134 −88 1

2

−3 −76 12 93, 5 −75

−2 12 −38 9

16 59, 4 −61 12

−2 −16 32 −48−1 1

2 −5 716 11, 4 −34 1

2

−1 −3 12 −2, 5 −21

− 12 −6 13

16 −9, 62 −7 12

0 −12 −10 6

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 −12 −10 612 −15 11

16 −3, 62 19 12

1 −14 12 9, 5 33

1 12 −5 1

16 29, 4 46 12

2 16 56 602 12 52 1

16 89, 4 73 12

3 106 12 130 87

3 12 182 11

16 176 100 12

4 284 230 1144 12 413 13

16 290 127 12

5 575 12 358 141

5 12 772 7

16 431 154 12

6 1, 01 · 103 512 1686 12 1285 9

16 599 181 12

7 1608 12 694 195

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

Aufgabe (26)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 2x4 + 24x3 + 18x2 + 124x− 48 = 2(x2 + 0, 66x+ 5, 71)(x+ 11, 7)(x− 0, 359)f ′ (x) = 8x3 + 72x2 + 36x+ 124 = 8(x2 + 0, 313x+ 1, 78)(x+ 8, 69)f ′′ (x) = 24x2 + 144x+ 36 = 24(x+ 5, 74)(x+ 0, 261)f ′′′ (x) = 48x+ 144F (x) =

∫(2x4 + 24x3 + 18x2 + 124x− 48)dx = 2

5x5 + 6x4 + 6x3 + 62x2 − 48x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [(−4, 11 · 103),∞[

• Grenzwerte:f(x) = x4(2 +

24

x+

18

x2+

124

x3− 48

x4)

limx→∞

f (x) = [2 · ∞4] = ∞lim

x→−∞f (x) = [2 · (−∞)4] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 2 · (−x)4 + 24 · (−x)3 + 18 · (−x)2 + 124 · (−x)− 48keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 2x4 + 24x3 + 18x2 + 124x− 48 = 0

2x4 + 24x3 + 18x2 + 124x− 48NumerischeSuche :

x1 = −11, 7; 1-fache Nullstellex2 = 0, 359; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −11, 7 < x < 0, 359 < x

f(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−11, 7[ ∪ ]0, 359;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]− 11, 7; 0, 359[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 8x3 + 72x2 + 36x+ 124 = 0

8x3 + 72x2 + 36x+ 124 = 0

NumerischeSuche :x3 = −8, 69; 1-fache Nullstellef ′′(−8, 69) = 596 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(−8, 69/− 4, 11 · 103)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −8, 69 < x

f ′(x) − 0 +

x ∈]− 8, 69;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞;−8, 69[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 24x2 + 144x+ 36 = 0

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

24x2 + 144x+ 36 = 0

x1/2 =−144±

√1442 − 4 · 24 · 362 · 24

x1/2 =−144±

√1, 73 · 104

48

x1/2 =−144± 131

48

x1 =−144 + 131

48x2 =

−144− 131

48x1 = −0, 261 x2 = −5, 74x4 = −5, 74; 1-fache Nullstellex5 = −0, 261; 1-fache Nullstellef ′′′(−5, 74) = −2, 53 · 103f ′′′(−5, 74) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(−5, 74/− 2, 53 · 103)f ′′′(−0, 261) = −79, 6f ′′′(−0, 261) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(−0, 261/− 79, 6)• Kruemmung

x < −5, 74 < x < −0, 261 < xf ′′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−5, 74[ ∪ ]− 0, 261;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]− 5, 74;−0, 261[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 0,359

−11,7

(2x4 + 24x3 + 18x2 + 124x− 48

)dx =

[2

5x5 + 6x4 + 6x3 + 62x2 − 48x

]0,359−11,7

=

(2

5· 0, 3595 + 6 · 0, 3594 + 6 · 0, 3593 + 62 · 0, 3592 − 48 · 0, 359

)−(2

5· (−11, 7)5 + 6 · (−11, 7)4 + 6 · (−11, 7)3 + 62 · (−11, 7)2 − 48 · (−11, 7)

)= (−8, 86)−

(2, 42 · 104

)= −2, 42 · 104

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 2 · x4 + 24 · x3 + 18 · x2 + 124 · x− 48

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −3, 46 · 103 656 204−6 1

2 −3114 38 735 114

−6 −2, 74 · 103 772 36−5 1

2 −2348 38 773 −30

−5 −1, 97 · 103 744 −84−4 1

2 −1608 38 691 −126

−4 −1, 28 · 103 620 −156−3 1

2 −990 38 537 −174

−3 −744 448 −180−2 1

2 −542 38 359 −174

−2 −384 276 −156−1 1

2 −264 38 205 −126

−1 −176 152 −84− 1

2 −108 38 123 −30

0 −48 124 36

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 −48 124 3612 21 5

8 161 1141 120 240 2041 12 269 5

8 367 3062 496 548 4202 12 827 5

8 789 5463 1, 3 · 103 1, 1 · 103 6843 12 1935 5

8 1, 48 · 103 8344 2, 78 · 103 1, 93 · 103 9964 12 3881 5

8 2, 47 · 103 1, 17 · 1035 5, 27 · 103 3, 1 · 103 1, 36 · 1035 12 7001 5

8 3, 83 · 103 1, 55 · 1036 9, 12 · 103 4, 66 · 103 1, 76 · 1036 12 11679 5

8 5, 6 · 103 1, 99 · 1037 1, 47 · 104 6, 65 · 103 2, 22 · 103

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

Aufgabe (27)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = −6x4 + 72x3 − 324x2 + 648x− 486f ′ (x) = −24x3 + 216x2 − 648x+ 648f ′′ (x) = −72x2 + 432x− 648f ′′′ (x) = −144x+ 432F (x) =

∫(−6x4 + 72x3 − 324x2 + 648x− 486)dx = −1 1

5x5 + 18x4 − 108x3 + 324x2 − 486x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W =]−∞, 0]

• Grenzwerte:f(x) = x4(−6 +

72

x− 324

x2+

648

x3− 486

x4)

limx→∞

f (x) = [−6 · ∞4] = −∞lim

x→−∞f (x) = [−6 · (−∞)4] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = −6 · (−x)4 + 72 · (−x)3 − 324 · (−x)2 + 648 · (−x)− 486keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = −6x4 + 72x3 − 324x2 + 648x− 486 = 0

− 6x4 + 72x3 − 324x2 + 648x− 486Nullstelle für Polynomdivision erraten:3

(−6x4 +72x3 −324x2 +648x −486 ) : (x− 3) = −6x3 + 54x2 − 162x+ 162−(−6x4 +18x3)

54x3 −324x2 +648x −486−(54x3 −162x2)

−162x2 +648x −486−(−162x2 +486x)

162x −486−(162x −486)

0

− 6x3 + 54x2 − 162x+ 162 = 0

Nullstelle für Polynmomdivision erraten:3(−6x3 +54x2 −162x +162 ) : (x− 3) = −6x2 + 36x− 54−(−6x3 +18x2)

36x2 −162x +162−(36x2 −108x)

−54x +162−(−54x +162)

0

− 6x2 + 36x− 54 = 0

x1/2 =−36±

√362 − 4 · (−6) · (−54)

2 · (−6)

x1/2 =−36±

√0

−12

x1/2 =−36± 0

−12

x1 =−36 + 0

−12x2 =

−36− 0

−12x1 = 3 x2 = 3x1 = 3; 4-fache Nullstelle

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Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

• Vorzeichentabelle:x < 3 < x

f(x) − 0 −

x ∈]−∞; 3[ ∪ ]3;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −24x3 + 216x2 − 648x+ 648 = 0

− 24x3 + 216x2 − 648x+ 648 = 0

Nullstelle für Polynmomdivision erraten:3(−24x3 +216x2 −648x +648 ) : (x− 3) = −24x2 + 144x− 216−(−24x3 +72x2)

144x2 −648x +648−(144x2 −432x)

−216x +648−(−216x +648)

0

− 24x2 + 144x− 216 = 0

x1/2 =−144±

√1442 − 4 · (−24) · (−216)

2 · (−24)

x1/2 =−144±

√0

−48

x1/2 =−144± 0

−48

x1 =−144 + 0

−48x2 =

−144− 0

−48x1 = 3 x2 = 3x2 = 3; 3-fache Nullstellef ′′(3) = 0f ′′(3) = 0 ⇒Extremwert:(3/0)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 3 < x

f ′(x) + 0 −

x ∈]−∞; 3[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]3;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = −72x2 + 432x− 648 = 0

− 72x2 + 432x− 648 = 0

x1/2 =−432±

√4322 − 4 · (−72) · (−648)

2 · (−72)

x1/2 =−432±

√0

−144

x1/2 =−432± 0

−144

x1 =−432 + 0

−144x2 =

−432− 0

−144x1 = 3 x2 = 3

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Page 332: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

x3 = 3; 2-fache Nullstelle• Kruemmung

x < 3 < xf ′′(x) − 0 −

x ∈]−∞; 3[ ∪ ]3;∞[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achsekeine Fläche

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = −6 · x4 + 72 · x3 − 324 · x2 + 648 · x− 486

Ableitung von f(x)

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Page 333: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Funktionen 4. Grades f (x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −6 · 104 2, 4 · 104 −7, 2 · 103−6 1

2 −48870 38 2, 06 · 104 −6, 5 · 103

−6 −3, 94 · 104 1, 75 · 104 −5, 83 · 103−5 1

2 −31320 38 1, 47 · 104 −5, 2 · 103

−5 −2, 46 · 104 1, 23 · 104 −4, 61 · 103−4 1

2 −18984 38 1, 01 · 104 −4, 05 · 103

−4 −1, 44 · 104 8, 23 · 103 −3, 53 · 103−3 1

2 −10710 38 6, 59 · 103 −3, 04 · 103

−3 −7, 78 · 103 5, 18 · 103 −2, 59 · 103−2 1

2 −5490 38 3, 99 · 103 −2, 18 · 103

−2 −3, 75 · 103 3 · 103 −1, 8 · 103−1 1

2 −2460 38 2, 19 · 103 −1, 46 · 103

−1 −1, 54 · 103 1, 54 · 103 −1, 15 · 103− 1

2 −900 38 1, 03 · 103 −882

0 −486 648 −648

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 −486 648 −64812 −234 3

8 375 −4501 −96 192 −2881 12 −30 3

8 81 −1622 −6 24 −722 12 − 3

8 3 −183 0 6, 5 · 10−12 −0, 003673 12 − 3

8 −3 −184 −6 −24 −724 12 −30 3

8 −81 −1625 −96 −192 −2885 12 −234 3

8 −375 −4506 −486 −648 −6486 12 −900 3

8 −1, 03 · 103 −8827 −1, 54 · 103 −1, 54 · 103 −1, 15 · 103

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Page 334: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Funktionen höheren Grades

5 Funktionen höheren Grades5.1 Aufgaben(1) f (x) = −2x5

(2) f (x) = 172x

5 − 136x

4 − 3172x

3 + 19x

2 + 2 12x+ 2

(3) f (x) = − 14x

5 + 23x

4

(4) f (x) = x5 − 3x4

(5) f (x) = 2x5 − 2x4 − 3x3 − x2 − 2x(6) f (x) = x5 − 10x3 + 9x(7) f (x) = 1

2x5 + 2x2

(8) f (x) = − 16x

5 + 2x3

(9) f (x) = 12x

5 − 3x4 + 5x3

(10) f (x) = −x5 + 3x3 + 2x2

(11) f (x) = −x5 + 3x4 − 4x2

(12) f (x) = 4x5 + 5x4 − 6x3

(13) f (x) = 4x5 + 5x4 − 6x3 + 1(14) f (x) = 2x6 − 2x5

(15) f (x) = −x6 + 2x5 − x4

(16) f (x) = x6 − 3x4 + 3x2 − 1(17) f (x) = x6 − 12x4 + 48x2 − 64(18) f (x) = − 1

2x6 + 3x5 − 4 1

2x4

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Page 335: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Funktionen höheren Grades Lösungen

5.2 LösungenAufgabe (1)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = −2x5

f ′ (x) = −10x4

f ′′ (x) = −40x3

f ′′′ (x) = −120x2

F (x) =∫(−2x5)dx = − 1

3x6 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x5(−2)limx→∞

f (x) = [−2 · ∞5] = −∞lim

x→−∞f (x) = [−2 · (−∞)5] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = −2 · (−x)5

f (−x) = −(−2 · x5

)f (−x) = −f (x) → Symmetrie zum Ursprung:

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = −2x5 = 0x5 = 0 ⇒ x = 0x1 = 0; 5-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < 0 < x

f(x) + 0 −

x ∈]−∞; 0[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]0;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −10x4 = 0x4 = 0 ⇒ x = 0x2 = 0; 4-fache Nullstellef ′′(0) = 0f ′′(0) = 0 ⇒Terrassenpukt:(0/0)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 0 < x

f ′(x) − 0 −

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]0;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = −40x3 = 0x3 = 0 ⇒ x = 0x3 = 0; 3-fache Nullstelle• Kruemmung

x < 0 < xf ′′(x) + 0 −

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Page 336: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Funktionen höheren Grades Lösungen

x ∈]−∞; 0[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]0;∞[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achsekeine Fläche

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = −2 · x5

Ableitung von f(x)

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Page 337: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Funktionen höheren Grades Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 3, 36 · 104 −2, 4 · 104 1, 37 · 104−6 1

2 23205 1316 −1, 79 · 104 1, 1 · 104

−6 1, 56 · 104 −1, 3 · 104 8, 64 · 103−5 1

2 10065 1116 −9, 15 · 103 6, 66 · 103

−5 6, 25 · 103 −6, 25 · 103 5 · 103−4 1

2 3690 916 −4, 1 · 103 3, 65 · 103

−4 2, 05 · 103 −2, 56 · 103 2, 56 · 103−3 1

2 1050 716 −1, 5 · 103 1, 72 · 103

−3 486 −810 1, 08 · 103−2 1

2 195 516 −391 625

−2 64 −160 320−1 1

2 15 316 −50, 6 135

−1 2 −10 40− 1

2116 −0, 627 5

0 0 −1, 88 · 10−7 0

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 −1, 88 · 10−7 012 − 1

16 −0, 627 −51 −2 −10 −401 12 −15 3

16 −50, 6 −1352 −64 −160 −3202 12 −195 5

16 −391 −6253 −486 −810 −1, 08 · 1033 12 −1050 7

16 −1, 5 · 103 −1, 72 · 1034 −2, 05 · 103 −2, 56 · 103 −2, 56 · 1034 12 −3690 9

16 −4, 1 · 103 −3, 65 · 1035 −6, 25 · 103 −6, 25 · 103 −5 · 1035 12 −10065 11

16 −9, 15 · 103 −6, 66 · 1036 −1, 56 · 104 −1, 3 · 104 −8, 64 · 1036 12 −23205 13

16 −1, 79 · 104 −1, 1 · 1047 −3, 36 · 104 −2, 4 · 104 −1, 37 · 104

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Funktionen höheren Grades Lösungen

Aufgabe (2)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 1

72x5 − 1

36x4 − 31

72x3 + 1

9x2 + 2 1

2x+ 2 = 172 (x+ 4)(x+ 2)(x+ 1)(x− 3)(x− 6)

f ′ (x) = 572x

4 − 19x

3 − 1 724x

2 + 29x+ 2 1

2 = 572 (x+ 3, 31)(x+ 1, 49)(x− 1 59

125 )(x− 4, 94)f ′′ (x) = 5

18x3 − 1

3x2 − 2 7

12x+ 29 = 5

18 (x+ 2, 56)(x− 0, 0852)(x− 3, 67)f ′′′ (x) = 5

6x2 − 2

3x− 2 712

F (x) =∫( 172x

5 − 136x

4 − 3172x

3 + 19x

2 + 2 12x+ 2)dx = 0, 00231x6 − 0, 00556x5 − 0, 108x4 + 1

27x3 + 1 1

4x2 + 2x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x5( 1

72 −136

x−

3172

x2+

19

x3+

2 12

x4+

2

x5)

limx→∞

f (x) = [ 172 · ∞5] = ∞

limx→−∞

f (x) = [ 172 · (−∞)5] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1

72 · (−x)5 − 136 · (−x)4 − 31

72 · (−x)3 + 19 · (−x)2 + 2 1

2 · (−x) + 2keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 1

72x5 − 1

36x4 − 31

72x3 + 1

9x2 + 2 1

2x+ 2 = 0

NumerischeSuche :x1 = −4; 1-fache Nullstellex2 = −2; 1-fache Nullstellex3 = −1; 1-fache Nullstellex4 = 3; 1-fache Nullstellex5 = 6; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −4 < x < −2 < x < −1 < x < 3 < x < 6 < x

f(x) − 0 + 0 − 0 + 0 − 0 +

x ∈]− 4;−2[ ∪ ]− 1; 3[ ∪ ]6;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−4[ ∪ ]− 2;−1[ ∪ ]3; 6[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 5

72x4 − 1

9x3 − 1 7

24x2 + 2

9x+ 2 12 = 0

572x

4 − 19x

3 − 1 724x

2 + 29x+ 2 1

2NumerischeSuche :

x6 = −3, 31; 1-fache Nullstellex7 = −1, 49; 1-fache Nullstellex8 = 1 59

125 ; 1-fache Nullstellex9 = 4, 94; 1-fache Nullstellef ′′(−3, 31) = −4, 99f ′′(−3, 31) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−3, 31/1, 7)

f ′′(−1, 49) = 2, 41 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(−1, 49/− 0, 293)

f ′′(1 59125 ) = −3, 42

f ′′(1 59125 ) < 0 ⇒ Hochpunkt:(1 59

125/4, 51)

f ′′(4, 94) = 12, 8 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(4, 94/− 10, 5)

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Funktionen höheren Grades Lösungen

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −3, 31 < x < −1, 49 < x < 1 59

125 < x < 4, 94 < xf ′(x) + 0 − 0 + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−3, 31[ ∪ ]− 1, 49; 1 59125 [ ∪ ]4, 94;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]− 3, 31;−1, 49[ ∪ ]1 59125 ; 4, 94[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 5

18x3 − 1

3x2 − 2 7

12x+ 29 = 0

518x

3 − 13x

2 − 2 712x+ 2

9 = 0

NumerischeSuche :x10 = −2, 56; 1-fache Nullstellex11 = 0, 0852; 1-fache Nullstellex12 = 3, 67; 1-fache Nullstellef ′′′(−2, 56) = 0, 828f ′′′(−2, 56) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(−2, 56/0, 828)

f ′′′(0, 0852) = 2, 21f ′′′(0, 0852) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(0, 0852/2, 21)f ′′′(3, 67) = −4, 42f ′′′(3, 67) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(3, 67/− 4, 42)• Kruemmung

x < −2, 56 < x < 0, 0852 < x < 3, 67 < xf ′′(x) − 0 + 0 − 0 +

x ∈]− 2, 56; 0, 0852[ ∪ ]3, 67;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞;−2, 56[ ∪ ]0, 0852; 3, 67[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-AchseA =

∫ −2

−4

(172x

5 − 136x

4 − 3172x

3 + 19x

2 + 2 12x+ 2

)dx =

[0, 00231x6 − 0, 00556x5 − 0, 108x4 + 1

27x3 + 1 1

4x2 + 2x

]−2

−4

=(0, 00231 · (−2)6 − 0, 00556 · (−2)5 − 0, 108 · (−2)4 + 1

27 · (−2)3 + 1 14 · (−2)2 + 2 · (−2)

)−(0, 00231 · (−4)6 − 0, 00556 · (−4)5 − 0, 108 · (−4)4 + 1

27 · (−4)3 + 1 14 · (−4)2 + 2 · (−4)

)= (−0, 693)−

(−2 34

45

)= 2, 06

A =∫ −1

−2

(172x

5 − 136x

4 − 3172x

3 + 19x

2 + 2 12x+ 2

)dx =

[0, 00231x6 − 0, 00556x5 − 0, 108x4 + 1

27x3 + 1 1

4x2 + 2x

]−1

−2

=(0, 00231 · (−1)6 − 0, 00556 · (−1)5 − 0, 108 · (−1)4 + 1

27 · (−1)3 + 1 14 · (−1)2 + 2 · (−1)

)−(0, 00231 · (−2)6 − 0, 00556 · (−2)5 − 0, 108 · (−2)4 + 1

27 · (−2)3 + 1 14 · (−2)2 + 2 · (−2)

)= (−0, 887)− (−0, 693) = −0, 194

A =∫ 3

−1

(172x

5 − 136x

4 − 3172x

3 + 19x

2 + 2 12x+ 2

)dx =

[0, 00231x6 − 0, 00556x5 − 0, 108x4 + 1

27x3 + 1 1

4x2 + 2x

]3−1

=(0, 00231 · 36 − 0, 00556 · 35 − 0, 108 · 34 + 1

27 · 33 + 1 14 · 32 + 2 · 3

)−(0, 00231 · (−1)6 − 0, 00556 · (−1)5 − 0, 108 · (−1)4 + 1

27 · (−1)3 + 1 14 · (−1)2 + 2 · (−1)

)= (9, 87)− (−0, 887) = 10 34

45

A =∫ 6

3

(172x

5 − 136x

4 − 3172x

3 + 19x

2 + 2 12x+ 2

)dx =

[0, 00231x6 − 0, 00556x5 − 0, 108x4 + 1

27x3 + 1 1

4x2 + 2x

]63

=(0, 00231 · 66 − 0, 00556 · 65 − 0, 108 · 64 + 1

27 · 63 + 1 14 · 62 + 2 · 6

)−(0, 00231 · 36 − 0, 00556 · 35 − 0, 108 · 34 + 1

27 · 33 + 1 14 · 32 + 2 · 3

)=

(−9 7

10

)− (9, 87) = −19, 6

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Funktionen höheren Grades Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 172 · x5 − 1

36 · x4 − 3172 · x3 + 1

9 · x2 + 2 12 · x+ 2

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −162 1

2 143 −93, 3−6 1

2 −102 101 −73, 4−6 −60 68, 7 −56, 3−5 1

2 −32, 1 44, 2 −41, 9−5 −14 2

3 26, 4 −29, 9−4 1

2 −4, 79 13, 9 −20, 2−4 1, 07 · 10−14 5, 83 −12, 6−3 1

2 1, 61 1, 08 −6, 73−3 1 1

2 −1, 17 −2, 53−2 1

2 0, 73 −1, 68 0, 257−2 2, 66 · 10−15 −1, 11 1, 83−1 1

2 −0, 293 −0, 013 2, 41−1 4, 44 · 10−16 1, 17 2, 19− 1

2 0, 829 2, 08 1, 40 2 2, 5 0, 222

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 2 2, 5 0, 22212 3, 22 2, 28 −1, 121 4 1

6 1, 39 −2, 421 12 4, 51 −0, 0964 −3, 472 4 −2 −4, 062 12 2, 49 −4, 04 −3, 983 −1, 24 · 10−14 −5, 83 −3, 033 12 −3, 22 −6, 89 −0, 9934 −6 2

3 −6, 61 2, 334 12 −9, 5 −4, 3 7, 165 −10 1

2 0, 834 13, 75 12 −8, 04 9, 71 22, 16 −4, 62 · 10−14 23, 3 32, 76 12 16, 3 42, 8 45, 67 44 69, 4 61, 1

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Funktionen höheren Grades Lösungen

Aufgabe (3)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = − 1

4x5 + 2

3x4 = − 1

4x4(x− 2 2

3 )f ′ (x) = −1 1

4x4 + 2 2

3x3 = −1 1

4x3(x− 2 2

15 )f ′′ (x) = −5x3 + 8x2 = −5x2(x− 1 3

5 )f ′′′ (x) = −15x2 + 16xF (x) =

∫(− 1

4x5 + 2

3x4)dx = − 1

24x6 + 2

15x5 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x5(− 1

4 +23

x)

limx→∞

f (x) = [− 14 · ∞5] = −∞

limx→−∞

f (x) = [− 14 · (−∞)5] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = − 1

4 · (−x)5 + 23 · (−x)4

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = − 1

4x5 + 2

3x4 = 0

x4(− 14x+ 2

3 ) = 0 ⇒ x = 0 ∨ − 14x+ 2

3 = 0− 1

4x+ 23 = 0 /− 2

3− 1

4x = − 23 / :

(− 1

4

)x =

− 23

− 14

x = 22

3x1 = 0; 4-fache Nullstelle

x2 = 22

3; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < 0 < x < 2 2

3 < xf(x) + 0 + 0 −

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]0; 22

3[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]223;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −1

1

4x4 + 2

2

3x3 = 0

x3(−11

4x+ 2

2

3) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −1

1

4x+ 2

2

3= 0

− 11

4x+ 2

2

3= 0 /− 2

2

3

− 11

4x = −2

2

3/ :

(−1

1

4

)x =

−2 23

−1 14

x = 22

15x3 = 0; 3-fache Nullstelle

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Funktionen höheren Grades Lösungen

x4 = 22

15; 1-fache Nullstelle

f ′′(0) = 0f ′′(0) = 0 ⇒Extremwert:(0/0)

f ′′(22

15) = −12, 1

f ′′(22

15) < 0 ⇒ Hochpunkt:(2 2

15/2, 76)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 0 < x < 2 2

15 < xf ′(x) − 0 + 0 −

x ∈]0; 2 2

15[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]22

15;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = −5x3 + 8x2 = 0x2(−5x+ 8) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −5x+ 8 = 0− 5x+ 8 = 0 /− 8− 5x = −8 / : (−5)

x =−8

−5

x = 13

5x5 = 0; 2-fache Nullstelle

x6 = 13

5; 1-fache Nullstelle

f ′′′(13

5) = 1, 75

f ′′′(13

5) ̸= 0 ⇒

Wendepunkt:(135/1, 75)

• Kruemmungx < 0 < x < 1 3

5 < xf ′′(x) + 0 + 0 −

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]0; 13

5[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]135;∞[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 2 23

0

(−1

4x5 +

2

3x4

)dx =

[− 1

24x6 +

2

15x5

]2 23

0

=

(− 1

24· 22

3

6

+2

15· 22

3

5)−(− 1

24· 06 + 2

15· 05

)= (3)− (0) = 3

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Funktionen höheren Grades Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = − 14 · x5 + 2

3 · x4

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 5802 5

12 −3, 92 · 103 2, 11 · 103−6 1

2 4, 09 · 103 −2963 79113 1, 71 · 103

−6 2, 81 · 103 −2, 2 · 103 1, 37 · 103−5 1

2 1, 87 · 103 −1, 59 · 103 1, 07 · 103−5 1197 11

12 −1114 3761 825

−4 12 735 −756 618

−4 426 23 −491 448

−3 12 231 −302 312

−3 114 34 −173 207

−2 12 50, 5 −90, 5 128

−2 18 23 −41, 3 72

−1 12 5, 27 −15, 3 34, 9

−1 1112 −3, 92 13

− 12 0, 0495 −0, 412 2, 630 0 −2, 34 · 10−8 0, 000408

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 −2, 34 · 10−8 0, 00040812 0, 0339 0, 255 1, 381 5

12 1, 42 31 12 1, 48 2, 67 1, 122 2 2

3 1, 33 −82 12 1, 63 −7, 16 −28, 13 −6 3

4 −29, 3 −633 12 −31, 3 −73, 3 −1164 −85 1

3 −149 −1924 12 −188 −270 −2945 −364 7

12 −448 −4255 12 −648 −700 −5906 −1, 08 · 103 −1, 04 · 103 −7926 12 −1, 71 · 103 −1, 5 · 103 −1, 04 · 1037 −2601 1

12 −2, 09 · 103 −1, 32 · 103

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Funktionen höheren Grades Lösungen

Aufgabe (4)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = x5 − 3x4 = x4(x− 3)f ′ (x) = 5x4 − 12x3 = 5x3(x− 2 2

5 )f ′′ (x) = 20x3 − 36x2 = 20x2(x− 1 4

5 )f ′′′ (x) = 60x2 − 72xF (x) =

∫(x5 − 3x4)dx = 1

6x6 − 3

5x5 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x5(1− 3

x)

limx→∞

f (x) = [1 · ∞5] = ∞lim

x→−∞f (x) = [1 · (−∞)5] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1 · (−x)5 − 3 · (−x)4

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = x5 − 3x4 = 0x4(x− 3) = 0 ⇒ x = 0 ∨ x− 3 = 0x− 3 = 0 / + 3x = 3x1 = 0; 4-fache Nullstellex2 = 3; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < 0 < x < 3 < x

f(x) − 0 − 0 +

x ∈]3;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]0; 3[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 5x4 − 12x3 = 0x3(5x− 12) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 5x− 12 = 05x− 12 = 0 / + 125x = 12 / : 5

x =12

5

x = 22

5x3 = 0; 3-fache Nullstelle

x4 = 22

5; 1-fache Nullstelle

f ′′(0) = 0f ′′(0) = 0 ⇒Extremwert:(0/0)

f ′′(22

5) = 69

3

25> 0 ⇒ Tiefpunkt:(22

5/− 19, 9)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 0 < x < 2 2

5 < xf ′(x) + 0 − 0 +

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Funktionen höheren Grades Lösungen

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]22

5;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]0; 225[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 20x3 − 36x2 = 0x2(20x− 36) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 20x− 36 = 020x− 36 = 0 / + 3620x = 36 / : 20

x =36

20

x = 14

5x5 = 0; 2-fache Nullstelle

x6 = 14

5; 1-fache Nullstelle

f ′′′(14

5) = −12, 6

f ′′′(14

5) ̸= 0 ⇒

Wendepunkt:(145/− 12, 6)

• Kruemmungx < 0 < x < 1 4

5 < xf ′′(x) − 0 − 0 +

x ∈]145;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]0; 14

5[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 3

0

(x5 − 3x4

)dx =

[1

6x6 − 3

5x5

]30

=

(1

6· 36 − 3

5· 35

)−(1

6· 06 − 3

5· 05

)=

(−24

3

10

)− (0) = −24

3

10

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Page 346: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Funktionen höheren Grades Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 1 · x5 − 3 · x4

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −2, 4 · 104 1, 61 · 104 −8, 62 · 103−6 1

2 −16958 332 1, 22 · 104 −7, 01 · 103

−6 −1, 17 · 104 9, 07 · 103 −5, 62 · 103−5 1

2 −7778 132 6, 57 · 103 −4, 42 · 103

−5 −5 · 103 4, 63 · 103 −3, 4 · 103−4 1

2 −3075 1532 3, 14 · 103 −2, 55 · 103

−4 −1, 79 · 103 2, 05 · 103 −1, 86 · 103−3 1

2 −975 1332 1, 26 · 103 −1, 3 · 103

−3 −486 729 −864−2 1

2 −214 2732 383 −538

−2 −80 176 −304−1 1

2 −22 2532 65, 8 −149

−1 −4 17 −56− 1

2 − 732 1, 82 −11, 5

0 0 9, 38 · 10−8 −0, 00184

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 9, 38 · 10−8 −0, 0018412 − 5

32 −1, 19 −6, 51 −2 −7 −161 12 −7 19

32 −15, 2 −13, 52 −16 −16 162 12 −19 17

32 7, 82 87, 53 0 81 2163 12 75 1

32 236 4174 256 512 7044 12 615 3

32 957 1, 09 · 1035 1, 25 · 103 1, 63 · 103 1, 6 · 1035 12 2287 21

32 2, 58 · 103 2, 24 · 1036 3, 89 · 103 3, 89 · 103 3, 02 · 1036 12 6247 23

32 5, 63 · 103 3, 97 · 1037 9, 6 · 103 7, 89 · 103 5, 1 · 103

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Funktionen höheren Grades Lösungen

Aufgabe (5)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 2x5 − 2x4 − 3x3 − x2 − 2x = 2(x+ 1)x(x2 + 1

2 )(x− 2)f ′ (x) = 10x4 − 8x3 − 9x2 − 2x− 2 = 10(x2 + 0, 039x+ 0, 189)(x+ 0, 691)(x− 1, 53)f ′′ (x) = 40x3 − 24x2 − 18x− 2 = 40(x+ 0, 319)(x+ 0, 147)(x− 1, 07)f ′′′ (x) = 120x2 − 48x− 18F (x) =

∫(2x5 − 2x4 − 3x3 − x2 − 2x)dx = 1

3x6 − 2

5x5 − 3

4x4 − 1

3x3 − x2 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x5(2− 2

x− 3

x2− 1

x3− 2

x4)

limx→∞

f (x) = [2 · ∞5] = ∞lim

x→−∞f (x) = [2 · (−∞)5] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 2 · (−x)5 − 2 · (−x)4 − 3 · (−x)3 − 1 · (−x)2 − 2 · (−x)keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 2x5 − 2x4 − 3x3 − x2 − 2x = 0x(2x4 − 2x3 − 3x2 − x− 2) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 2x4 − 2x3 − 3x2 − x− 2 = 02x4 − 2x3 − 3x2 − x− 2Nullstelle für Polynomdivision erraten: − 1

(2x4 −2x3 −3x2 −x −2 ) : (x+ 1) = 2x3 − 4x2 + x− 2−(2x4 +2x3)

−4x3 −3x2 −x −2−(−4x3 −4x2)

x2 −x −2−(x2 +x)

−2x −2−(−2x −2)

0

2x3 − 4x2 + x− 2 = 0

Nullstelle für Polynmomdivision erraten:2(2x3 −4x2 +x −2 ) : (x− 2) = 2x2 + 1−(2x3 −4x2)

x −2−(x −2)

0

2x2 + 1 = 0 /− 12x2 = −1 / : 2

x2 =−1

2keine Lösungx1 = −1; 1-fache Nullstellex2 = 0; 1-fache Nullstellex3 = 2; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −1 < x < 0 < x < 2 < x

f(x) − 0 + 0 − 0 +

x ∈]− 1; 0[ ∪ ]2;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

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Funktionen höheren Grades Lösungen

x ∈]−∞;−1[ ∪ ]0; 2[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 10x4 − 8x3 − 9x2 − 2x− 2 = 0

10x4 − 8x3 − 9x2 − 2x− 2NumerischeSuche :

x4 = −0, 691; 1-fache Nullstellex5 = 1, 53; 1-fache Nullstellef ′′(−0, 691) = −14, 2f ′′(−0, 691) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−0, 691/1, 12)

f ′′(1, 53) = 57, 5 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(1, 53/− 10, 3)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −0, 691 < x < 1, 53 < x

f ′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−0, 691[ ∪ ]1, 53;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]− 0, 691; 1, 53[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 40x3 − 24x2 − 18x− 2 = 0

40x3 − 24x2 − 18x− 2 = 0

NumerischeSuche :x6 = −0, 319; 1-fache Nullstellex7 = −0, 147; 1-fache Nullstellex8 = 1, 07; 1-fache Nullstellef ′′′(−0, 319) = 0, 607f ′′′(−0, 319) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(−0, 319/0, 607)

f ′′′(−0, 147) = 0, 281f ′′′(−0, 147) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(−0, 147/0, 281)

f ′′′(1, 07) = −6, 73f ′′′(1, 07) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(1, 07/− 6, 73)• Kruemmung

x < −0, 319 < x < −0, 147 < x < 1, 07 < xf ′′(x) − 0 + 0 − 0 +

x ∈]− 0, 319;−0, 147[ ∪ ]1, 07;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞;−0, 319[ ∪ ]− 0, 147; 1, 07[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 0

−1

(2x5 − 2x4 − 3x3 − x2 − 2x

)dx =

[1

3x6 − 2

5x5 − 3

4x4 − 1

3x3 − x2

]0−1

=

(1

3· 06 − 2

5· 05 − 3

4· 04 − 1

3· 03 − 1 · 02

)−(1

3· (−1)6 − 2

5· (−1)5 − 3

4· (−1)4 − 1

3· (−1)3 − 1 · (−1)2

)= (0)−

(−41

60

)=

41

60

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Funktionen höheren Grades Lösungen

A =

∫ 2

0

(2x5 − 2x4 − 3x3 − x2 − 2x

)dx =

[1

3x6 − 2

5x5 − 3

4x4 − 1

3x3 − x2

]20

=

(1

3· 26 − 2

5· 25 − 3

4· 24 − 1

3· 23 − 1 · 22

)−(1

3· 06 − 2

5· 05 − 3

4· 04 − 1

3· 03 − 1 · 02

)=

(−10

2

15

)− (0) = −10

2

15

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 2 · x5 − 2 · x4 − 3 · x3 − 1 · x2 − 2 · x

Ableitung von f(x)

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Funktionen höheren Grades Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −3, 74 · 104 2, 63 · 104 −1, 48 · 104−6 1

2 −25981 516 1, 97 · 104 −1, 19 · 104

−6 −1, 75 · 104 1, 44 · 104 −9398 379

−5 12 −11415 15

16 1, 02 · 104 −7, 28 · 103−5 −7, 14 · 103 7, 03 · 103 −5, 51 · 103−4 1

2 −4248 916 4, 65 · 103 −4, 05 · 103

−4 −2, 38 · 103 2, 93 · 103 −2, 87 · 103−3 1

2 −1227 316 1, 74 · 103 −1, 95 · 103

−3 −570 949 −1, 24 · 103−2 1

2 −227 1316 462 −732

−2 −72 190 −382−1 1

2 −14 716 58, 4 −164

−1 0 9, 01 −48− 1

21516 −1, 62 −4

0 0 −2 −2

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 −2 −212 −1 11

16 −5, 63 −121 −6 −11 −41 12 −10 5

16 −1, 62 522 0 54 1862 12 59 1

16 202 4283 228 505 8083 12 602 7

16 1, 04 · 103 1, 36 · 1034 1, 32 · 103 1, 89 · 103 2, 1 · 1034 12 2567 13

16 3, 18 · 103 3, 08 · 1035 4, 59 · 103 5, 01 · 103 4, 31 · 1035 12 7695 3

16 7, 53 · 103 5, 83 · 1036 1, 23 · 104 1, 09 · 104 7, 67 · 1036 12 18756 9

16 1, 53 · 104 9, 85 · 1037 2, 77 · 104 2, 08 · 104 1, 24 · 104

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Page 351: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Funktionen höheren Grades Lösungen

Aufgabe (6)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = x5 − 10x3 + 9x = (x+ 3)(x+ 1)x(x− 1)(x− 3)f ′ (x) = 5x4 − 30x2 + 9 = 5(x+ 2, 38)(x+ 0, 563)(x− 0, 563)(x− 2, 38)f ′′ (x) = 20x3 − 60x = 20(x+ 1, 73)x(x− 1, 73)f ′′′ (x) = 60x2 − 60F (x) =

∫(x5 − 10x3 + 9x)dx = 1

6x6 − 2 1

2x4 + 4 1

2x2 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x5(1− 10

x2+

9

x4)

limx→∞

f (x) = [1 · ∞5] = ∞lim

x→−∞f (x) = [1 · (−∞)5] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1 · (−x)5 − 10 · (−x)3 + 9 · (−x)f (−x) = −

(1 · x5 − 10 · x3 + 9 · x

)f (−x) = −f (x) → Symmetrie zum Ursprung:

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = x5 − 10x3 + 9x = 0x(x4 − 10x2 + 9) = 0 ⇒ x = 0 ∨ x4 − 10x2 + 9 = 0

u = x2 u2 = x4

1u2 − 10u+ 9 = 0

u1/2 =+10±

√(−10)

2 − 4 · 1 · 92 · 1

u1/2 =+10±

√64

2

u1/2 =10± 8

2

u1 =10 + 8

2u2 =

10− 8

2u1 = 9 u2 = 1x2 = 9x = ±

√9

x1 = 3 x2 = −3x2 = 1x = ±

√1

x1 = 1 x2 = −1x1 = −3; 1-fache Nullstellex2 = −1; 1-fache Nullstellex3 = 0; 1-fache Nullstellex4 = 1; 1-fache Nullstellex5 = 3; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −3 < x < −1 < x < 0 < x < 1 < x < 3 < x

f(x) − 0 + 0 − 0 + 0 − 0 +

x ∈]− 3;−1[ ∪ ]0; 1[ ∪ ]3;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−3[ ∪ ]− 1; 0[ ∪ ]1; 3[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

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Funktionen höheren Grades Lösungen

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 5x4 − 30x2 + 9 = 0

u = x2 u2 = x4

5u2 − 30u+ 9 = 0

u1/2 =+30±

√(−30)

2 − 4 · 5 · 92 · 5

u1/2 =+30±

√720

10

u1/2 =30± 26, 8

10

u1 =30 + 26, 8

10u2 =

30− 26, 8

10u1 = 5, 68 u2 = 0, 317x2 = 5, 68x = ±

√5, 68

x1 = 2, 38 x2 = −2, 38x2 = 0, 317x = ±

√0, 317

x1 = 0, 563 x2 = −0, 563x6 = −2, 38; 1-fache Nullstellex7 = −0, 563; 1-fache Nullstellex8 = 0, 563; 1-fache Nullstellex9 = 2, 38; 1-fache Nullstellef ′′(−2, 38) = −128f ′′(−2, 38) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−2, 38/37)

f ′′(−0, 563) = 30, 2 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(−0, 563/− 3, 34)

f ′′(0, 563) = −30, 2f ′′(0, 563) < 0 ⇒ Hochpunkt:(0, 563/3, 34)f ′′(2, 38) = 128 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(2, 38/− 37)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −2, 38 < x < −0, 563 < x < 0, 563 < x < 2, 38 < x

f ′(x) + 0 − 0 + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−2, 38[ ∪ ]− 0, 563; 0, 563[ ∪ ]2, 38;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]− 2, 38;−0, 563[ ∪ ]0, 563; 2, 38[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 20x3 − 60x = 0x(20x2 − 60) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 20x2 − 60 = 020x2 − 60 = 0 / + 6020x2 = 60 / : 20

x2 =60

20x = ±

√3

x1 = 1, 73 x2 = −1, 73x10 = −1, 73; 1-fache Nullstellex11 = 0; 1-fache Nullstellex12 = 1, 73; 1-fache Nullstellef ′′′(−1, 73) = 20, 8f ′′′(−1, 73) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(−1, 73/20, 8)

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Page 353: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Funktionen höheren Grades Lösungen

f ′′′(0) = 0f ′′′(0) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(0/0)f ′′′(1, 73) = −20, 8f ′′′(1, 73) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(1, 73/− 20, 8)• Kruemmung

x < −1, 73 < x < 0 < x < 1, 73 < xf ′′(x) − 0 + 0 − 0 +

x ∈]− 1, 73; 0[ ∪ ]1, 73;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞;−1, 73[ ∪ ]0; 1, 73[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ −1

−3

(x5 − 10x3 + 9x

)dx =

[1

6x6 − 2

1

2x4 + 4

1

2x2

]−1

−3

=

(1

6· (−1)6 − 2

1

2· (−1)4 + 4

1

2· (−1)2

)−(1

6· (−3)6 − 2

1

2· (−3)4 + 4

1

2· (−3)2

)=

(21

6

)−(−40

1

2

)= 42

2

3

A =

∫ 0

−1

(x5 − 10x3 + 9x

)dx =

[1

6x6 − 2

1

2x4 + 4

1

2x2

]0−1

=

(1

6· 06 − 2

1

2· 04 + 4

1

2· 02

)−(1

6· (−1)6 − 2

1

2· (−1)4 + 4

1

2· (−1)2

)= (0)−

(21

6

)= −2

1

6

A =

∫ 1

0

(x5 − 10x3 + 9x

)dx =

[1

6x6 − 2

1

2x4 + 4

1

2x2

]10

=

(1

6· 16 − 2

1

2· 14 + 4

1

2· 12

)−(1

6· 06 − 2

1

2· 04 + 4

1

2· 02

)=

(21

6

)− (0) = 2

1

6

A =

∫ 3

1

(x5 − 10x3 + 9x

)dx =

[1

6x6 − 2

1

2x4 + 4

1

2x2

]31

=

(1

6· 36 − 2

1

2· 34 + 4

1

2· 32

)−(1

6· 16 − 2

1

2· 14 + 4

1

2· 12

)=

(−40

1

2

)−(21

6

)= −42

2

3

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Funktionen höheren Grades Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 1 · x5 − 10 · x3 + 9 · x

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −1, 34 · 104 1, 05 · 104 −6, 44 · 103−6 1

2 −8915 532 7, 67 · 103 −5, 1 · 103

−6 −5, 67 · 103 5, 41 · 103 −3, 96 · 103−5 1

2 −3418 1932 3, 68 · 103 −3 · 103

−5 −1, 92 · 103 2, 38 · 103 −2, 2 · 103−4 1

2 −974 1732 1, 45 · 103 −1, 55 · 103

−4 −420 809 −1, 04 · 103−3 1

2 −127 3132 392 −648

−3 0 144 −360−2 1

2 36 332 16, 8 −163

−2 30 −31 −40−1 1

2 12 2132 −33, 2 22, 5

−1 0 −16 40− 1

2 −3 932 1, 81 27, 5

0 0 9 0

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 9 012 3 9

32 1, 81 −27, 51 0 −16 −401 12 −12 21

32 −33, 2 −22, 52 −30 −31 402 12 −36 3

32 16, 8 1633 0 144 3603 12 127 31

32 392 6484 420 809 1, 04 · 1034 12 974 17

32 1, 45 · 103 1, 55 · 1035 1, 92 · 103 2, 38 · 103 2, 2 · 1035 12 3418 19

32 3, 68 · 103 3 · 1036 5, 67 · 103 5, 41 · 103 3, 96 · 1036 12 8915 5

32 7, 67 · 103 5, 1 · 1037 1, 34 · 104 1, 05 · 104 6, 44 · 103

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Funktionen höheren Grades Lösungen

Aufgabe (7)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 1

2x5 + 2x2 = 1

2 (x2 − 1, 59x+ 2, 52)(x+ 1, 59)x2

f ′ (x) = 2 12x

4 + 4x = 2 12 (x

2 − 1, 17x+ 1, 37)(x+ 1, 17)xf ′′ (x) = 10x3 + 4 = 10(x2 − 0, 737x+ 0, 543)(x+ 0, 737)f ′′′ (x) = 30x2

F (x) =∫( 12x

5 + 2x2)dx = 112x

6 + 23x

3 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x5( 12 +

2

x3)

limx→∞

f (x) = [ 12 · ∞5] = ∞lim

x→−∞f (x) = [ 12 · (−∞)5] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1

2 · (−x)5 + 2 · (−x)2

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 1

2x5 + 2x2 = 0

x2( 12x3 + 2) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 1

2x3 + 2 = 0

12x

3 + 2 = 012x

3 + 2 = 0 /− 212x

3 = −2 / : 12

x3 =−212

x = 3√−4

x = −1, 59Polynomdivision:(−1, 59)

( 12x3 +2 ) : (x+ 1, 59) = 1

2x2 − 0, 794x+ 1, 26

−( 12x3 +0, 794x2)

−0, 794x2 +2−(−0, 794x2 −1, 26x)

1, 26x +2−(1, 26x +2)

4, 44 · 10−16

1

2x2 − 0, 794x+ 1, 26 = 0

x1/2 =+0, 794±

√(−0, 794)

2 − 4 · 12 · 1, 26

2 · 12

x1/2 =+0, 794±

√−1, 89

1Diskriminante negativ keine Lösungx1 = −1, 59; 1-fache Nullstellex2 = 0; 2-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −1, 59 < x < 0 < x

f(x) − 0 + 0 +

x ∈]− 1, 59; 0[ ∪ ]0;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−1, 59[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

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Funktionen höheren Grades Lösungen

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 2

1

2x4 + 4x = 0

x(21

2x3 + 4) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 2

1

2x3 + 4 = 0

21

2x3 + 4 = 0

21

2x3 + 4 = 0 /− 4

21

2x3 = −4 / : 2

1

2

x3 =−4

2 12

x =3

√−1

3

5x = −1, 17Polynomdivision:(−1, 17)

(2 12x3 +4 ) : (x+ 1, 17) = 2 1

2x2 − 2, 92x+ 3, 42

−(2 12x3 +2, 92x2)

−2, 92x2 +4−(−2, 92x2 −3, 42x)

3, 42x +4−(3, 42x +4)

0

21

2x2 − 2, 92x+ 3, 42 = 0

x1/2 =+2, 92±

√(−2, 92)

2 − 4 · 2 12 · 3, 42

2 · 2 12

x1/2 =+2, 92±

√−25, 6

5Diskriminante negativ keine Lösungx3 = −1, 17; 1-fache Nullstellex4 = 0; 1-fache Nullstellef ′′(−1, 17) = −12f ′′(−1, 17) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−1, 17/1, 64)

f ′′(0) = 4 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(0/0)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −1, 17 < x < 0 < x

f ′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−1, 17[ ∪ ]0;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]− 1, 17; 0[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 10x3 + 4 = 0

10x3 + 4 = 010x3 + 4 = 0 /− 410x3 = −4 / : 10

x3 =−4

10

x =3

√−2

5x = −0, 737Polynomdivision:(−0, 737)

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Funktionen höheren Grades Lösungen

(10x3 +4 ) : (x+ 0, 737) = 10x2 − 7, 37x+ 5, 43−(10x3 +7, 37x2)

−7, 37x2 +4−(−7, 37x2 −5, 43x)

5, 43x +4−(5, 43x +4)

0

10x2 − 7, 37x+ 5, 43 = 0

x1/2 =+7, 37±

√(−7, 37)

2 − 4 · 10 · 5, 432 · 10

x1/2 =+7, 37±

√−163

20Diskriminante negativ keine Lösungx5 = −0, 737; 1-fache Nullstellef ′′′(−0, 737) = 0, 977f ′′′(−0, 737) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(−0, 737/0, 977)• Kruemmung

x < −0, 737 < xf ′′(x) − 0 +

x ∈]− 0, 737;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞;−0, 737[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 0

−1,59

(1

2x5 + 2x2

)dx =

[1

12x6 +

2

3x3

]0−1,59

=

(1

12· 06 + 2

3· 03

)−

(1

12· (−1, 59)6 +

2

3· (−1, 59)3

)= (0)−

(−1

1

3

)= 1

1

3

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Funktionen höheren Grades Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 12 · x5 + 2 · x2

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −8305 1

2 5, 97 · 103 −3, 43 · 103−6 1

2 −5716 6164 4, 44 · 103 −2, 74 · 103

−6 −3, 82 · 103 3, 22 · 103 −2, 16 · 103−5 1

2 −2455 5964 2, 27 · 103 −1, 66 · 103

−5 −1512 12 1, 54 · 103 −1, 25 · 103

−4 12 −882 9

64 1, 01 · 103 −907−4 −480 624 −636−3 1

2 −238 764 361 −425

−3 −103 12 191 −266

−2 12 −36 21

64 87, 7 −152−2 −8 32 −76−1 1

24564 6, 66 −29, 8

−1 1 12 −1, 5 −6

− 12

3164 −1, 84 2, 75

0 0 4, 69 · 10−8 4

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 4, 69 · 10−8 412

3364 2, 16 5, 25

1 2 12 6, 5 14

1 12 8 19

64 18, 7 37, 82 24 48 842 12 61 21

64 108 1603 139 1

2 215 2743 12 287 7

64 389 4334 544 656 6444 12 963 9

64 1, 04 · 103 9155 1612 1

2 1, 58 · 103 1, 25 · 1035 12 2576 59

64 2, 31 · 103 1, 67 · 1036 3, 96 · 103 3, 26 · 103 2, 16 · 1036 12 5885 61

64 4, 49 · 103 2, 75 · 1037 8501 1

2 6, 03 · 103 3, 43 · 103

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Funktionen höheren Grades Lösungen

Aufgabe (8)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = − 1

6x5 + 2x3 = − 1

6 (x+ 3, 46)x3(x− 3, 46)f ′ (x) = − 5

6x4 + 6x2 = − 5

6 (x+ 2, 68)x2(x− 2, 68)f ′′ (x) = −3 1

3x3 + 12x = −3 1

3 (x+ 1, 9)x(x− 1, 9)f ′′′ (x) = −10x2 + 12F (x) =

∫(− 1

6x5 + 2x3)dx = − 1

36x6 + 1

2x4 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x5(− 1

6 +2

x2)

limx→∞

f (x) = [− 16 · ∞5] = −∞

limx→−∞

f (x) = [− 16 · (−∞)5] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = − 1

6 · (−x)5 + 2 · (−x)3

f (−x) = −(− 1

6 · x5 + 2 · x3)

f (−x) = −f (x) → Symmetrie zum Ursprung:

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = − 1

6x5 + 2x3 = 0

x3(− 16x

2 + 2) = 0 ⇒ x = 0 ∨ − 16x

2 + 2 = 0− 1

6x2 + 2 = 0 /− 2

− 16x

2 = −2 / :(− 1

6

)x2 =

−2

− 16

x = ±√12

x1 = 3, 46 x2 = −3, 46x1 = −3, 46; 1-fache Nullstellex2 = 0; 3-fache Nullstellex3 = 3, 46; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −3, 46 < x < 0 < x < 3, 46 < x

f(x) + 0 − 0 + 0 −

x ∈]−∞;−3, 46[ ∪ ]0; 3, 46[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]− 3, 46; 0[ ∪ ]3, 46;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −5

6x4 + 6x2 = 0

x2(−5

6x2 + 6) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −5

6x2 + 6 = 0

− 5

6x2 + 6 = 0 /− 6

− 5

6x2 = −6 / :

(−5

6

)x2 =

−6

− 56

x = ±√71

5x1 = 2, 68 x2 = −2, 68

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Funktionen höheren Grades Lösungen

x4 = −2, 68; 1-fache Nullstellex5 = 0; 2-fache Nullstellex6 = 2, 68; 1-fache Nullstellef ′′(−2, 68) = 32, 2 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(−2, 68/− 15, 5)

f ′′(0) = 0f ′′(0) = 0 ⇒Terrassenpukt:(0/0)f ′′(2, 68) = −32, 2f ′′(2, 68) < 0 ⇒ Hochpunkt:(2, 68/15, 5)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −2, 68 < x < 0 < x < 2, 68 < x

f ′(x) − 0 + 0 + 0 −

x ∈]− 2, 68; 0[ ∪ ]0; 2, 68[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞;−2, 68[ ∪ ]2, 68;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = −3

1

3x3 + 12x = 0

x(−31

3x2 + 12) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −3

1

3x2 + 12 = 0

− 31

3x2 + 12 = 0 /− 12

− 31

3x2 = −12 / :

(−3

1

3

)x2 =

−12

−3 13

x = ±√33

5x1 = 1, 9 x2 = −1, 9x7 = −1, 9; 1-fache Nullstellex8 = 0; 1-fache Nullstellex9 = 1, 9; 1-fache Nullstellef ′′′(−1, 9) = −9, 56f ′′′(−1, 9) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(−1, 9/− 9, 56)

f ′′′(0) = 0f ′′′(0) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(0/0)f ′′′(1, 9) = 9, 56f ′′′(1, 9) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(1, 9/9, 56)• Kruemmung

x < −1, 9 < x < 0 < x < 1, 9 < xf ′′(x) + 0 − 0 + 0 −

x ∈]−∞;−1, 9[ ∪ ]0; 1, 9[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]− 1, 9; 0[ ∪ ]1, 9;∞[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 0

−3,46

(−1

6x5 + 2x3

)dx =

[− 1

36x6 +

1

2x4

]0−3,46

=

(− 1

36· 06 + 1

2· 04

)−(− 1

36· (−3, 46)6 +

1

2· (−3, 46)4

)

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Funktionen höheren Grades Lösungen

= (0)− (24) = −24

A =

∫ 3,46

0

(−1

6x5 + 2x3

)dx =

[− 1

36x6 +

1

2x4

]3,460

=

(− 1

36· 3, 466 + 1

2· 3, 464

)−(− 1

36· 06 + 1

2· 04

)= (24)− (0) = 24

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = − 16 · x5 + 2 · x3

Ableitung von f(x)

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Funktionen höheren Grades Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 2115 1

6 −1, 71 · 103 1, 06 · 103−6 1

2 1, 38 · 103 −1, 23 · 103 837−6 864 −864 648−5 1

2 506 −581 489−5 270 5

6 −371 357−4 1

2 125 1964 −220 250

−4 42 23 −117 165

−3 12 1, 79 −51, 6 101

−3 −13 12 −13, 5 54

−2 12 −15 4, 95 22, 1

−2 −10 23 10, 7 2, 67

−1 12 −5 31

64 9, 28 −6, 75−1 −1 5

6 5, 17 −8, 67− 1

2 −0, 245 1, 45 −5, 580 0 0, 000612 0

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 0, 000612 012 0, 245 1, 45 5, 581 1 5

6 5, 17 8, 671 12 5 31

64 9, 28 6, 752 10 2

3 10, 7 −2, 672 12 15 4, 95 −22, 13 13 1

2 −13, 5 −543 12 −1, 79 −51, 6 −1014 −42 2

3 −117 −1654 12 −125 19

64 −220 −2505 −270 5

6 −371 −3575 12 −506 −581 −4896 −864 −864 −6486 12 −1, 38 · 103 −1, 23 · 103 −8377 −2115 1

6 −1, 71 · 103 −1, 06 · 103

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Funktionen höheren Grades Lösungen

Aufgabe (9)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 1

2x5 − 3x4 + 5x3 = 1

2 (x2 − 6x+ 10)x3

f ′ (x) = 2 12x

4 − 12x3 + 15x2 = 2 12 (x

2 − 4 45x+ 6)x2

f ′′ (x) = 10x3 − 36x2 + 30x = 10x(x− 1, 31)(x− 2, 29)f ′′′ (x) = 30x2 − 72x+ 30F (x) =

∫( 12x

5 − 3x4 + 5x3)dx = 112x

6 − 35x

5 + 1 14x

4 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x5( 12 − 3

x+

5

x2)

limx→∞

f (x) = [ 12 · ∞5] = ∞lim

x→−∞f (x) = [ 12 · (−∞)5] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1

2 · (−x)5 − 3 · (−x)4 + 5 · (−x)3

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 1

2x5 − 3x4 + 5x3 = 0

x3( 12x2 − 3x+ 5) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 1

2x2 − 3x+ 5 = 0

12x

2 − 3x+ 5 = 0

x1/2 =+3±

√(−3)

2 − 4 · 12 · 5

2 · 12

x1/2 =+3±

√−1

1Diskriminante negativ keine Lösungx1 = 0; 3-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < 0 < x

f(x) − 0 +

x ∈]0;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞; 0[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 2

1

2x4 − 12x3 + 15x2 = 0

x2(21

2x2 − 12x+ 15) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 2

1

2x2 − 12x+ 15 = 0

21

2x2 − 12x+ 15 = 0

x1/2 =+12±

√(−12)

2 − 4 · 2 12 · 15

2 · 2 12

x1/2 =+12±

√−6

5Diskriminante negativ keine Lösungx2 = 0; 2-fache Nullstellef ′′(0) = 0f ′′(0) = 0 ⇒Terrassenpukt:(0/0)

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Funktionen höheren Grades Lösungen

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 0 < x

f ′(x) + 0 +

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]0;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 10x3 − 36x2 + 30x = 0x(10x2 − 36x+ 30) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 10x2 − 36x+ 30 = 0

10x2 − 36x+ 30 = 0

x1/2 =+36±

√(−36)

2 − 4 · 10 · 302 · 10

x1/2 =+36±

√96

20

x1/2 =36± 9, 8

20

x1 =36 + 9, 8

20x2 =

36− 9, 8

20x1 = 2, 29 x2 = 1, 31x3 = 0; 1-fache Nullstellex4 = 1, 31; 1-fache Nullstellex5 = 2, 29; 1-fache Nullstellef ′′′(0) = 0f ′′′(0) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(0/0)f ′′′(1, 31) = 4, 34f ′′′(1, 31) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(1, 31/4, 34)f ′′′(2, 29) = 9, 03f ′′′(2, 29) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(2, 29/9, 03)• Kruemmung

x < 0 < x < 1, 31 < x < 2, 29 < xf ′′(x) − 0 + 0 − 0 +

x ∈]0; 1, 31[ ∪ ]2, 29;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]1, 31; 2, 29[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achsekeine Fläche

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Funktionen höheren Grades Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 12 · x5 − 3 · x4 + 5 · x3

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −17321 1

2 1, 09 · 104 −5, 4 · 103−6 1

2 −12529 4964 8, 39 · 103 −4, 46 · 103

−6 −8, 86 · 103 6, 37 · 103 −3, 64 · 103−5 1

2 −6093 3164 4, 74 · 103 −2, 92 · 103

−5 −4062 12 3, 44 · 103 −2, 3 · 103

−4 12 −2608 29

64 2, 42 · 103 −1, 78 · 103−4 −1, 6 · 103 1, 65 · 103 −1, 34 · 103−3 1

2 −927 1164 1, 07 · 103 −975

−3 −499 12 662 −684

−2 12 −244 9

64 379 −456−2 −104 196 −284−1 1

2 −35 5564 86, 9 −160

−1 −8 12 29, 5 −76

− 12 − 53

64 5, 41 −25, 30 0 0, 00153 −0, 00184

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 0, 00153 −0, 0018412

2964 2, 41 7, 25

1 2 12 5, 5 4

1 12 5 31

64 5, 91 −2, 252 8 4 −42 12 9 49

64 3 8998 6, 25

3 13 12 13, 5 36

3 12 26 51

64 44, 4 92, 84 64 112 1844 12 148 5

64 235 3175 312 1

2 438 5005 12 603 7

64 745 7406 1, 08 · 103 1, 19 · 103 1, 04 · 1036 12 1819 25

64 1, 8 · 103 1, 42 · 1037 2915 1

2 2, 62 · 103 1, 88 · 103

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Funktionen höheren Grades Lösungen

Aufgabe (10)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = −x5 + 3x3 + 2x2 = −(x+ 1)2x2(x− 2)f ′ (x) = −5x4 + 9x2 + 4x = −5(x+ 1)(x+ 0, 525)x(x− 1, 52)f ′′ (x) = −20x3 + 18x+ 4 = −20(x+ 0, 808)(x+ 0, 237)(x− 1, 04)f ′′′ (x) = −60x2 + 18F (x) =

∫(−x5 + 3x3 + 2x2)dx = − 1

6x6 + 3

4x4 + 2

3x3 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x5(−1 +

3

x2+

2

x3)

limx→∞

f (x) = [−1 · ∞5] = −∞lim

x→−∞f (x) = [−1 · (−∞)5] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = −1 · (−x)5 + 3 · (−x)3 + 2 · (−x)2

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = −x5 + 3x3 + 2x2 = 0x2(−x3 + 3x+ 2) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −x3 + 3x+ 2 = 0− x3 + 3x+ 2 = 0

Nullstelle für Polynmomdivision erraten: − 1(−x3 +3x +2 ) : (x+ 1) = −x2 + x+ 2−(−x3 −x2)

x2 +3x +2−(x2 +x)

2x +2−(2x +2)

0

− x2 + x+ 2 = 0

x1/2 =−1±

√12 − 4 · (−1) · 22 · (−1)

x1/2 =−1±

√9

−2

x1/2 =−1± 3

−2

x1 =−1 + 3

−2x2 =

−1− 3

−2x1 = −1 x2 = 2x1 = −1; 2-fache Nullstellex2 = 0; 2-fache Nullstellex3 = 2; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −1 < x < 0 < x < 2 < x

f(x) + 0 + 0 + 0 −

x ∈]−∞;−1[ ∪ ]− 1; 0[ ∪ ]0; 2[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]2;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

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Funktionen höheren Grades Lösungen

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −5x4 + 9x2 + 4x = 0x(−5x3 + 9x+ 4) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −5x3 + 9x+ 4 = 0− 5x3 + 9x+ 4 = 0

Nullstelle für Polynmomdivision erraten: − 1(−5x3 +9x +4 ) : (x+ 1) = −5x2 + 5x+ 4−(−5x3 −5x2)

5x2 +9x +4−(5x2 +5x)

4x +4−(4x +4)

0

− 5x2 + 5x+ 4 = 0

x1/2 =−5±

√52 − 4 · (−5) · 42 · (−5)

x1/2 =−5±

√105

−10

x1/2 =−5± 10, 2

−10

x1 =−5 + 10, 2

−10x2 =

−5− 10, 2

−10x1 = −0, 525 x2 = 1, 52x4 = −1; 1-fache Nullstellex5 = −0, 525; 1-fache Nullstellex6 = 0; 1-fache Nullstellex7 = 1, 52; 1-fache Nullstellef ′′(−1) = 6 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(−1/0)

f ′′(−0, 525) = −2, 56

f ′′(−0, 525) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−0, 525/19

121)

f ′′(0) = 4 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(0/0)f ′′(1, 52) = −39, 4f ′′(1, 52) < 0 ⇒ Hochpunkt:(1, 52/7, 04)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −1 < x < −0, 525 < x < 0 < x < 1, 52 < x

f ′(x) − 0 + 0 − 0 + 0 −

x ∈]− 1;−0, 525[ ∪ ]0; 1, 52[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞;−1[ ∪ ]− 0, 525; 0[ ∪ ]1, 52;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = −20x3 + 18x+ 4 = 0

− 20x3 + 18x+ 4 = 0

NumerischeSuche :x8 = −0, 808; 1-fache Nullstellex9 = −0, 237; 1-fache Nullstellex10 = 1, 04; 1-fache Nullstellef ′′′(−0, 808) = 0, 0677f ′′′(−0, 808) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(−0, 808/0, 0677)

f ′′′(−0, 237) = 0, 0732

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Funktionen höheren Grades Lösungen

f ′′′(−0, 237) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(−0, 237/0, 0732)

f ′′′(1, 04) = 4, 36f ′′′(1, 04) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(1, 04/4, 36)• Kruemmung

x < −0, 808 < x < −0, 237 < x < 1, 04 < xf ′′(x) + 0 − 0 + 0 −

x ∈]−∞;−0, 808[ ∪ ]− 0, 237; 1, 04[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]− 0, 808;−0, 237[ ∪ ]1, 04;∞[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 0

−1

(−x5 + 3x3 + 2x2

)dx =

[−1

6x6 +

3

4x4 +

2

3x3

]0−1

=

(−1

6· 06 + 3

4· 04 + 2

3· 03

)−

(−1

6· (−1)6 +

3

4· (−1)4 +

2

3· (−1)3

)= (0)−

(− 1

12

)=

1

12

A =

∫ 2

0

(−x5 + 3x3 + 2x2

)dx =

[−1

6x6 +

3

4x4 +

2

3x3

]20

=

(−1

6· 26 + 3

4· 24 + 2

3· 23

)−

(−1

6· 06 + 3

4· 04 + 2

3· 03

)=

(62

3

)− (0) = 6

2

3

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Funktionen höheren Grades Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = −1 · x5 + 3 · x3 + 2 · x2

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 1, 59 · 104 −1, 16 · 104 6, 74 · 103−6 1

2 10863 1732 −8, 57 · 103 5, 38 · 103

−6 7, 2 · 103 −6, 18 · 103 4, 22 · 103−5 1

2 4594 732 −4, 33 · 103 3, 23 · 103

−5 2, 8 · 103 −2, 92 · 103 2, 41 · 103−4 1

2 1612 1332 −1, 89 · 103 1, 75 · 103

−4 864 −1, 15 · 103 1, 21 · 103−3 1

2 421 332 −654 799

−3 180 −336 490−2 1

2 63 932 −149 272

−2 16 −52 128−1 1

2 1 3132 −11, 1 44, 5

−1 0 −0, 00214 6− 1

2532 −0, 0623 −2, 5

0 0 0, 000919 4

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 0, 000919 412

2732 3, 94 10, 5

1 4 8 21 12 7 1

32 0, 932 −36, 52 0 −36 −1202 12 −38 9

32 −129 −2643 −144 −312 −4823 12 −372 3

32 −626 −7914 −800 −1, 12 · 103 −1, 2 · 1034 12 −1531 13

32 −1, 85 · 103 −1, 74 · 1035 −2, 7 · 103 −2, 88 · 103 −2, 41 · 1035 12 −4473 7

32 −4, 28 · 103 −3, 22 · 1036 −7, 06 · 103 −6, 13 · 103 −4, 21 · 1036 12 −10694 17

32 −8, 52 · 103 −5, 37 · 1037 −1, 57 · 104 −1, 15 · 104 −6, 73 · 103

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Funktionen höheren Grades Lösungen

Aufgabe (11)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = −x5 + 3x4 − 4x2 = −(x+ 1)x2(x− 2)2

f ′ (x) = −5x4 + 12x3 − 8x = −5(x+ 0, 717)x(x− 1, 12)(x− 2)f ′′ (x) = −20x3 + 36x2 − 8 = −20(x+ 0, 424)(x− 0, 57)(x− 1, 65)f ′′′ (x) = −60x2 + 72xF (x) =

∫(−x5 + 3x4 − 4x2)dx = − 1

6x6 + 3

5x5 − 1 1

3x3 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x5(−1 +

3

x− 4

x3)

limx→∞

f (x) = [−1 · ∞5] = −∞lim

x→−∞f (x) = [−1 · (−∞)5] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = −1 · (−x)5 + 3 · (−x)4 − 4 · (−x)2

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = −x5 + 3x4 − 4x2 = 0x2(−x3 + 3x2 − 4) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −x3 + 3x2 − 4 = 0− x3 + 3x2 − 4 = 0

Nullstelle für Polynmomdivision erraten: − 1(−x3 +3x2 −4 ) : (x+ 1) = −x2 + 4x− 4−(−x3 −x2)

4x2 −4−(4x2 +4x)

−4x −4−(−4x −4)

0

− x2 + 4x− 4 = 0

x1/2 =−4±

√42 − 4 · (−1) · (−4)

2 · (−1)

x1/2 =−4±

√0

−2

x1/2 =−4± 0

−2

x1 =−4 + 0

−2x2 =

−4− 0

−2x1 = 2 x2 = 2x1 = −1; 1-fache Nullstellex2 = 0; 2-fache Nullstellex3 = 2; 2-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −1 < x < 0 < x < 2 < x

f(x) + 0 − 0 − 0 −

x ∈]−∞;−1[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]− 1; 0[ ∪ ]0; 2[ ∪ ]2;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

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Funktionen höheren Grades Lösungen

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −5x4 + 12x3 − 8x = 0x(−5x3 + 12x2 − 8) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −5x3 + 12x2 − 8 = 0− 5x3 + 12x2 − 8 = 0

Nullstelle für Polynmomdivision erraten:2(−5x3 +12x2 −8 ) : (x− 2) = −5x2 + 2x+ 4−(−5x3 +10x2)

2x2 −8−(2x2 −4x)

4x −8−(4x −8)

0

− 5x2 + 2x+ 4 = 0

x1/2 =−2±

√22 − 4 · (−5) · 42 · (−5)

x1/2 =−2±

√84

−10

x1/2 =−2± 9, 17

−10

x1 =−2 + 9, 17

−10x2 =

−2− 9, 17

−10x1 = −0, 717 x2 = 1, 12x4 = −0, 717; 1-fache Nullstellex5 = 0; 1-fache Nullstellex6 = 1, 12; 1-fache Nullstellex7 = 2; 1-fache Nullstellef ′′(−0, 717) = 17, 8 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(−0, 717/− 1, 07)

f ′′(0) = −8f ′′(0) < 0 ⇒ Hochpunkt:(0/0)f ′′(1, 12) = 9, 04 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(1, 12/− 2, 06)

f ′′(2) = −24f ′′(2) < 0 ⇒ Hochpunkt:(2/0)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −0, 717 < x < 0 < x < 1, 12 < x < 2 < x

f ′(x) − 0 + 0 − 0 + 0 −

x ∈]− 0, 717; 0[ ∪ ]1, 12; 2[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞;−0, 717[ ∪ ]0; 1, 12[ ∪ ]2;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = −20x3 + 36x2 − 8 = 0

− 20x3 + 36x2 − 8 = 0

NumerischeSuche :x8 = −0, 424; 1-fache Nullstellex9 = 0, 57; 1-fache Nullstellex10 = 1, 65; 1-fache Nullstellef ′′′(−0, 424) = −0, 609f ′′′(−0, 424) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(−0, 424/− 0, 609)

f ′′′(0, 57) = −1, 04f ′′′(0, 57) ̸= 0 ⇒

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Funktionen höheren Grades Lösungen

Wendepunkt:(0, 57/− 1, 04)

f ′′′(1, 65) = −0, 87f ′′′(1, 65) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(1, 65/− 0, 87)• Kruemmung

x < −0, 424 < x < 0, 57 < x < 1, 65 < xf ′′(x) + 0 − 0 + 0 −

x ∈]−∞;−0, 424[ ∪ ]0, 57; 1, 65[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]− 0, 424; 0, 57[ ∪ ]1, 65;∞[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 0

−1

(−x5 + 3x4 − 4x2

)dx =

[−1

6x6 +

3

5x5 − 1

1

3x3

]0−1

=

(−1

6· 06 + 3

5· 05 − 1

1

3· 03

)−(−1

6· (−1)6 +

3

5· (−1)5 − 1

1

3· (−1)3

)= (0)−

(17

30

)= −17

30

A =

∫ 2

0

(−x5 + 3x4 − 4x2

)dx =

[−1

6x6 +

3

5x5 − 1

1

3x3

]20

=

(−1

6· 26 + 3

5· 25 − 1

1

3· 23

)−(−1

6· 06 + 3

5· 05 − 1

1

3· 03

)=

(−2

2

15

)− (0) = −2

2

15

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Page 373: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Funktionen höheren Grades Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = −1 · x5 + 3 · x4 − 4 · x2

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 2, 38 · 104 −1, 61 · 104 8, 62 · 103−6 1

2 16789 332 −1, 22 · 104 7, 01 · 103

−6 1, 15 · 104 −9, 02 · 103 5, 61 · 103−5 1

2 7657 132 −6, 53 · 103 4, 41 · 103

−5 4, 9 · 103 −4, 59 · 103 3, 39 · 103−4 1

2 2994 1532 −3, 11 · 103 2, 54 · 103

−4 1, 73 · 103 −2, 02 · 103 1, 85 · 103−3 1

2 926 1332 −1, 24 · 103 1, 29 · 103

−3 450 −705 856−2 1

2 189 2732 −363 530

−2 64 −160 296−1 1

2 13 2532 −53, 8 141

−1 0 −9, 01 48− 1

2 − 2532 2, 18 3, 5

0 0 −9, 38 · 10−8 −8

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 −9, 38 · 10−8 −812 − 27

32 −2, 81 −1, 51 −2 −0, 999 81 12 −1 13

32 3, 19 5, 52 0 −0, 0049 −242 12 −5 15

32 −27, 8 −95, 53 −36 −105 −2243 12 −124 1

32 −264 −4254 −320 −544 −7124 12 −696 3

32 −993 −1, 1 · 1035 −1, 35 · 103 −1, 67 · 103 −1, 61 · 1035 12 −2408 21

32 −2, 62 · 103 −2, 25 · 1036 −4, 03 · 103 −3, 94 · 103 −3, 03 · 1036 12 −6416 23

32 −5, 68 · 103 −3, 98 · 1037 −9, 8 · 103 −7, 95 · 103 −5, 1 · 103

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Funktionen höheren Grades Lösungen

Aufgabe (12)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 4x5 + 5x4 − 6x3 = 4(x+ 2)x3(x− 3

4 )f ′ (x) = 20x4 + 20x3 − 18x2 = 20(x+ 1, 57)x2(x− 0, 572)f ′′ (x) = 80x3 + 60x2 − 36x = 80(x+ 1, 14)x(x− 0, 394)f ′′′ (x) = 240x2 + 120x− 36F (x) =

∫(4x5 + 5x4 − 6x3)dx = 2

3x6 + x5 − 1 1

2x4 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x5(4 +

5

x− 6

x2)

limx→∞

f (x) = [4 · ∞5] = ∞lim

x→−∞f (x) = [4 · (−∞)5] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 4 · (−x)5 + 5 · (−x)4 − 6 · (−x)3

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 4x5 + 5x4 − 6x3 = 0x3(4x2 + 5x− 6) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 4x2 + 5x− 6 = 0

4x2 + 5x− 6 = 0

x1/2 =−5±

√52 − 4 · 4 · (−6)

2 · 4x1/2 =

−5±√121

8

x1/2 =−5± 11

8

x1 =−5 + 11

8x2 =

−5− 11

8

x1 =3

4x2 = −2

x1 = −2; 1-fache Nullstellex2 = 0; 3-fache Nullstelle

x3 =3

4; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −2 < x < 0 < x < 3

4 < xf(x) − 0 + 0 − 0 +

x ∈]− 2; 0[ ∪ ]3

4;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−2[ ∪ ]0;3

4[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 20x4 + 20x3 − 18x2 = 0x2(20x2 + 20x− 18) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 20x2 + 20x− 18 = 0

20x2 + 20x− 18 = 0

x1/2 =−20±

√202 − 4 · 20 · (−18)

2 · 20

x1/2 =−20±

√1, 84 · 10340

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Funktionen höheren Grades Lösungen

x1/2 =−20± 42, 9

40

x1 =−20 + 42, 9

40x2 =

−20− 42, 9

40x1 = 0, 572 x2 = −1, 57x4 = −1, 57; 1-fache Nullstellex5 = 0; 2-fache Nullstellex6 = 0, 572; 1-fache Nullstellef ′′(−1, 57) = −106f ′′(−1, 57) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−1, 57/15, 4)

f ′′(0) = 0f ′′(0) = 0 ⇒Terrassenpukt:(0/0)f ′′(0, 572) = 14, 1 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(0, 572/− 0, 343)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −1, 57 < x < 0 < x < 0, 572 < x

f ′(x) + 0 − 0 − 0 +

x ∈]−∞;−1, 57[ ∪ ]0, 572;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]− 1, 57; 0[ ∪ ]0; 0, 572[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 80x3 + 60x2 − 36x = 0x(80x2 + 60x− 36) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 80x2 + 60x− 36 = 0

80x2 + 60x− 36 = 0

x1/2 =−60±

√602 − 4 · 80 · (−36)

2 · 80

x1/2 =−60±

√1, 51 · 104

160

x1/2 =−60± 123

160

x1 =−60 + 123

160x2 =

−60− 123

160x1 = 0, 394 x2 = −1, 14x7 = −1, 14; 1-fache Nullstellex8 = 0; 1-fache Nullstellex9 = 0, 394; 1-fache Nullstellef ′′′(−1, 14) = 9, 7f ′′′(−1, 14) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(−1, 14/9, 7)

f ′′′(0) = 0f ′′′(0) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(0/0)f ′′′(0, 394) = −0, 208f ′′′(0, 394) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(0, 394/− 0, 208)• Kruemmung

x < −1, 14 < x < 0 < x < 0, 394 < xf ′′(x) − 0 + 0 − 0 +

x ∈]− 1, 14; 0[ ∪ ]0, 394;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞;−1, 14[ ∪ ]0; 0, 394[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

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Funktionen höheren Grades Lösungen

A =

∫ 0

−2

(4x5 + 5x4 − 6x3

)dx =

[2

3x6 + x5 − 1

1

2x4

]0−2

=

(2

3· 06 + 1 · 05 − 1

1

2· 04

)−(2

3· (−2)6 + 1 · (−2)5 − 1

1

2· (−2)4

)= (0)−

(−13

1

3

)= 13

1

3

A =

∫ 34

0

(4x5 + 5x4 − 6x3

)dx =

[2

3x6 + x5 − 1

1

2x4

] 34

0

=

(2

3· 34

6

+ 1 · 34

5

− 11

2· 34

4)−(2

3· 06 + 1 · 05 − 1

1

2· 04

)= (−0, 119)− (0) = −0, 119

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 4 · x5 + 5 · x4 − 6 · x3

Ableitung von f(x)

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Funktionen höheren Grades Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −5, 32 · 104 4, 03 · 104 −2, 42 · 104−6 1

2 −35838 916 2, 94 · 104 −1, 92 · 104

−6 −2, 33 · 104 2, 1 · 104 −1, 49 · 104−5 1

2 −14557 1316 1, 44 · 104 −1, 13 · 104

−5 −8, 63 · 103 9, 55 · 103 −8, 32 · 103−4 1

2 −4784 116 6, 01 · 103 −5, 91 · 103

−4 −2, 43 · 103 3, 55 · 103 −4, 02 · 103−3 1

2 −1093 516 1, 92 · 103 −2, 57 · 103

−3 −405 918 −1, 51 · 103−2 1

2 −101 916 356 −785

−2 0 88 −328−1 1

2 15 316 −6, 73 −81

−1 7 −18 16− 1

21516 −5, 75 23

0 0 −0, 00184 0, 00306

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 −0, 00184 0, 0030612 − 5

16 −0, 746 7, 011 3 22 1041 12 35 7

16 128 3512 160 408 8082 12 492 3

16 981 1, 54 · 1033 1, 22 · 103 2 · 103 2, 59 · 1033 12 2593 15

16 3, 64 · 103 4, 04 · 1034 4, 99 · 103 6, 11 · 103 5, 94 · 1034 12 8884 11

16 9, 66 · 103 8, 34 · 1035 1, 49 · 104 1, 46 · 104 1, 13 · 1045 12 23708 7

16 2, 11 · 104 1, 49 · 1046 3, 63 · 104 2, 96 · 104 1, 92 · 1046 12 53689 3

16 4, 04 · 104 2, 43 · 1047 7, 72 · 104 5, 4 · 104 3, 01 · 104

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Funktionen höheren Grades Lösungen

Aufgabe (13)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 4x5 + 5x4 − 6x3 + 1 = 4(x2 − 1, 31x+ 0, 492)(x2 + 0, 546x+ 0, 253)(x+ 2, 01)f ′ (x) = 20x4 + 20x3 − 18x2 = 20(x+ 1, 57)x2(x− 0, 572)f ′′ (x) = 80x3 + 60x2 − 36x = 80(x+ 1, 14)x(x− 0, 394)f ′′′ (x) = 240x2 + 120x− 36F (x) =

∫(4x5 + 5x4 − 6x3 + 1)dx = 2

3x6 + x5 − 1 1

2x4 + x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = R

• Grenzwerte:f(x) = x5(4 +

5

x− 6

x2+

1

x5)

limx→∞

f (x) = [4 · ∞5] = ∞lim

x→−∞f (x) = [4 · (−∞)5] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 4 · (−x)5 + 5 · (−x)4 − 6 · (−x)3 + 1keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 4x5 + 5x4 − 6x3 + 1 = 0

NumerischeSuche :x1 = −2, 01; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −2, 01 < x

f(x) − 0 +

x ∈]− 2, 01;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]−∞;−2, 01[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 20x4 + 20x3 − 18x2 = 0x2(20x2 + 20x− 18) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 20x2 + 20x− 18 = 0

20x2 + 20x− 18 = 0

x1/2 =−20±

√202 − 4 · 20 · (−18)

2 · 20

x1/2 =−20±

√1, 84 · 10340

x1/2 =−20± 42, 9

40

x1 =−20 + 42, 9

40x2 =

−20− 42, 9

40x1 = 0, 572 x2 = −1, 57x2 = −1, 57; 1-fache Nullstellex3 = 0; 2-fache Nullstellex4 = 0, 572; 1-fache Nullstellef ′′(−1, 57) = −106f ′′(−1, 57) < 0 ⇒ Hochpunkt:(−1, 57/16, 4)

f ′′(0) = 1f ′′(0) = 0 ⇒

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Funktionen höheren Grades Lösungen

Terrassenpukt:(0/1)f ′′(0, 572) = 14, 1 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(0, 572/0, 657)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −1, 57 < x < 0 < x < 0, 572 < x

f ′(x) + 0 − 0 − 0 +

x ∈]−∞;−1, 57[ ∪ ]0, 572;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]− 1, 57; 0[ ∪ ]0; 0, 572[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 80x3 + 60x2 − 36x = 0x(80x2 + 60x− 36) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 80x2 + 60x− 36 = 0

80x2 + 60x− 36 = 0

x1/2 =−60±

√602 − 4 · 80 · (−36)

2 · 80

x1/2 =−60±

√1, 51 · 104

160

x1/2 =−60± 123

160

x1 =−60 + 123

160x2 =

−60− 123

160x1 = 0, 394 x2 = −1, 14x5 = −1, 14; 1-fache Nullstellex6 = 0; 1-fache Nullstellex7 = 0, 394; 1-fache Nullstellef ′′′(−1, 14) = 10, 7f ′′′(−1, 14) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(−1, 14/10, 7)

f ′′′(0) = 1f ′′′(0) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(0/1)f ′′′(0, 394) = 0, 792f ′′′(0, 394) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(0, 394/0, 792)• Kruemmung

x < −1, 14 < x < 0 < x < 0, 394 < xf ′′(x) − 0 + 0 − 0 +

x ∈]− 1, 14; 0[ ∪ ]0, 394;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞;−1, 14[ ∪ ]0; 0, 394[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achsekeine Fläche

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Funktionen höheren Grades Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 4 · x5 + 5 · x4 − 6 · x3 + 1

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −5, 32 · 104 4, 03 · 104 −2, 42 · 104−6 1

2 −35837 916 2, 94 · 104 −1, 92 · 104

−6 −2, 33 · 104 2, 1 · 104 −1, 49 · 104−5 1

2 −14556 1316 1, 44 · 104 −1, 13 · 104

−5 −8, 62 · 103 9, 55 · 103 −8, 32 · 103−4 1

2 −4783 116 6, 01 · 103 −5, 91 · 103

−4 −2, 43 · 103 3, 55 · 103 −4, 02 · 103−3 1

2 −1092 516 1, 92 · 103 −2, 57 · 103

−3 −404 918 −1, 51 · 103−2 1

2 −100 916 356 −785

−2 1 88 −328−1 1

2 16 316 −6, 73 −81

−1 8 −18 16− 1

2 1 1516 −5, 75 23

0 1 −0, 00184 0, 00306

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 1 −0, 00184 0, 0030612

1116 −0, 746 7, 01

1 4 22 1041 12 36 7

16 128 3512 161 408 8082 12 493 3

16 981 1, 54 · 1033 1, 22 · 103 2 · 103 2, 59 · 1033 12 2594 15

16 3, 64 · 103 4, 04 · 1034 4, 99 · 103 6, 11 · 103 5, 94 · 1034 12 8885 11

16 9, 66 · 103 8, 34 · 1035 1, 49 · 104 1, 46 · 104 1, 13 · 1045 12 23709 7

16 2, 11 · 104 1, 49 · 1046 3, 63 · 104 2, 96 · 104 1, 92 · 1046 12 53690 3

16 4, 04 · 104 2, 43 · 1047 7, 72 · 104 5, 4 · 104 3, 01 · 104

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Funktionen höheren Grades Lösungen

Aufgabe (14)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = 2x6 − 2x5 = 2x5(x− 1)f ′ (x) = 12x5 − 10x4 = 12x4(x− 5

6 )f ′′ (x) = 60x4 − 40x3 = 60x3(x− 2

3 )f ′′′ (x) = 240x3 − 120x2

F (x) =∫(2x6 − 2x5)dx = 2

7x7 − 1

3x6 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [(−0, 134),∞[

• Grenzwerte:f(x) = x6(2− 2

x)

limx→∞

f (x) = [2 · ∞6] = ∞lim

x→−∞f (x) = [2 · (−∞)6] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 2 · (−x)6 − 2 · (−x)5

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = 2x6 − 2x5 = 0x5(2x− 2) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 2x− 2 = 02x− 2 = 0 / + 22x = 2 / : 2

x =2

2x = 1x1 = 0; 5-fache Nullstellex2 = 1; 1-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < 0 < x < 1 < x

f(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]1;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]0; 1[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 12x5 − 10x4 = 0x4(12x− 10) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 12x− 10 = 012x− 10 = 0 / + 1012x = 10 / : 12

x =10

12

x =5

6x3 = 0; 4-fache Nullstelle

x4 =5

6; 1-fache Nullstelle

f ′′(0) = 0f ′′(0) = 0 ⇒Terrassenpukt:(0/0)

f ′′(5

6) = 5

85

108> 0 ⇒ Tiefpunkt:(5

6/− 0, 134)

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Funktionen höheren Grades Lösungen

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 0 < x < 5

6 < xf ′(x) − 0 − 0 +

x ∈] 56;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]0;5

6[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 60x4 − 40x3 = 0x3(60x− 40) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 60x− 40 = 060x− 40 = 0 / + 4060x = 40 / : 60

x =40

60

x =2

3x5 = 0; 3-fache Nullstelle

x6 =2

3; 1-fache Nullstelle

f ′′′(2

3) = −0, 0878

f ′′′(2

3) ̸= 0 ⇒

Wendepunkt:(23/− 0, 0878)

• Kruemmungx < 0 < x < 2

3 < xf ′′(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]2

3;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]0; 23[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 1

0

(2x6 − 2x5

)dx =

[2

7x7 − 1

3x6

]10

=

(2

7· 17 − 1

3· 16

)−(2

7· 07 − 1

3· 06

)=

(− 1

21

)− (0) = − 1

21

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Funktionen höheren Grades Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 2 · x6 − 2 · x5

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 2, 69 · 105 −2, 26 · 105 1, 58 · 105−6 1

2 174043 1932 −1, 57 · 105 1, 18 · 105

−6 1, 09 · 105 −1, 06 · 105 8, 64 · 104−5 1

2 65426 3132 −6, 95 · 104 6, 16 · 104

−5 3, 75 · 104 −4, 38 · 104 42500 49100

−4 12 20298 3

32 −2, 62 · 104 2, 82 · 104−4 1, 02 · 104 −1, 48 · 104 1, 79 · 104−3 1

2 4726 3132 −7, 8 · 103 1, 07 · 104

−3 1, 94 · 103 −3, 73 · 103 5, 94 · 103−2 1

2 683 1932 −1, 56 · 103 2, 97 · 103

−2 192 −544 1, 28 · 103−1 1

2 37 3132 −142 439

−1 4 −22 100− 1

2332 −1 8, 76

0 0 −1, 88 · 10−7 3, 75 · 10−7

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 −1, 88 · 10−7 3, 75 · 10−7

12 − 1

32 − 14 −1, 25

1 0 2, 01 201 12 7 19

32 40, 5 1692 64 224 6402 12 292 31

32 781 1, 72 · 1033 972 2, 11 · 103 3, 78 · 1033 12 2626 3

32 4, 8 · 103 7, 29 · 1034 6, 14 · 103 9, 73 · 103 1, 28 · 1044 12 12916 31

32 1, 8 · 104 2, 1 · 1045 2, 5 · 104 3, 13 · 104 3, 25 · 1045 12 45295 19

32 5, 12 · 104 4, 82 · 1046 7, 78 · 104 8, 04 · 104 6, 91 · 1046 12 127631 31

32 1, 21 · 105 9, 61 · 1047 2, 02 · 105 1, 78 · 105 1, 3 · 105

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Funktionen höheren Grades Lösungen

Aufgabe (15)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = −x6 + 2x5 − x4 = −x4(x− 1)2

f ′ (x) = −6x5 + 10x4 − 4x3 = −6x3(x− 23 )(x− 1)

f ′′ (x) = −30x4 + 40x3 − 12x2 = −30x2(x− 0, 456)(x− 0, 877)f ′′′ (x) = −120x3 + 120x2 − 24xF (x) =

∫(−x6 + 2x5 − x4)dx = − 1

7x7 + 1

3x6 − 1

5x5 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W =]−∞, 0]

• Grenzwerte:f(x) = x6(−1 +

2

x− 1

x2)

limx→∞

f (x) = [−1 · ∞6] = −∞lim

x→−∞f (x) = [−1 · (−∞)6] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = −1 · (−x)6 + 2 · (−x)5 − 1 · (−x)4

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = −x6 + 2x5 − x4 = 0x4(−x2 + 2x− 1) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −x2 + 2x− 1 = 0

− x2 + 2x− 1 = 0

x1/2 =−2±

√22 − 4 · (−1) · (−1)

2 · (−1)

x1/2 =−2±

√0

−2

x1/2 =−2± 0

−2

x1 =−2 + 0

−2x2 =

−2− 0

−2x1 = 1 x2 = 1x1 = 0; 4-fache Nullstellex2 = 1; 2-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < 0 < x < 1 < x

f(x) − 0 − 0 −

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]0; 1[ ∪ ]1;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −6x5 + 10x4 − 4x3 = 0x3(−6x2 + 10x− 4) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −6x2 + 10x− 4 = 0

− 6x2 + 10x− 4 = 0

x1/2 =−10±

√102 − 4 · (−6) · (−4)

2 · (−6)

x1/2 =−10±

√4

−12

x1/2 =−10± 2

−12

x1 =−10 + 2

−12x2 =

−10− 2

−12

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Funktionen höheren Grades Lösungen

x1 =2

3x2 = 1

x3 = 0; 3-fache Nullstelle

x4 =2

3; 1-fache Nullstelle

x5 = 1; 1-fache Nullstellef ′′(0) = 0f ′′(0) = 0 ⇒Extremwert:(0/0)

f ′′(2

3) =

16

27> 0 ⇒ Tiefpunkt:(2

3/− 0, 0219)

f ′′(1) = −2f ′′(1) < 0 ⇒ Hochpunkt:(1/0)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 0 < x < 2

3 < x < 1 < xf ′(x) + 0 − 0 + 0 −

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]2

3; 1[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]0; 23[ ∪ ]1;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = −30x4 + 40x3 − 12x2 = 0x2(−30x2 + 40x− 12) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −30x2 + 40x− 12 = 0

− 30x2 + 40x− 12 = 0

x1/2 =−40±

√402 − 4 · (−30) · (−12)

2 · (−30)

x1/2 =−40±

√160

−60

x1/2 =−40± 12, 6

−60

x1 =−40 + 12, 6

−60x2 =

−40− 12, 6

−60x1 = 0, 456 x2 = 0, 877x6 = 0; 2-fache Nullstellex7 = 0, 456; 1-fache Nullstellex8 = 0, 877; 1-fache Nullstellef ′′′(0, 456) = −0, 0128f ′′′(0, 456) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(0, 456/− 0, 0128)

f ′′′(0, 877) = −0, 0089f ′′′(0, 877) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(0, 877/− 0, 0089)• Kruemmung

x < 0 < x < 0, 456 < x < 0, 877 < xf ′′(x) − 0 − 0 + 0 −

x ∈]0, 456; 0, 877[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]0; 0, 456[ ∪ ]0, 877;∞[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 1

0

(−x6 + 2x5 − x4

)dx =

[−1

7x7 +

1

3x6 − 1

5x5

]10

=

(−1

7· 17 + 1

3· 16 − 1

5· 15

)−

(−1

7· 07 + 1

3· 06 − 1

5· 05

)

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Funktionen höheren Grades Lösungen

=

(− 1

105

)− (0) = − 1

105

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = −1 · x6 + 2 · x5 − 1 · x4

Ableitung von f(x)

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Funktionen höheren Grades Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −1, 54 · 105 1, 26 · 105 −8, 63 · 104−6 1

2 −100409 4964 8, 86 · 104 −6, 5 · 104

−6 −6, 35 · 104 6, 05 · 104 −4, 8 · 104−5 1

2 −38661 2564 4 · 104 −3, 45 · 104

−5 −2, 25 · 104 2, 55 · 104 −2, 41 · 104−4 1

2 −12404 2564 1, 55 · 104 −1, 62 · 104

−4 −6, 4 · 103 8, 96 · 103 −1, 04 · 104−3 1

2 −3038 4964 4, 82 · 103 −6, 36 · 103

−3 −1, 3 · 103 2, 38 · 103 −3, 62 · 103−2 1

2 −478 3364 1, 04 · 103 −1, 87 · 103

−2 −144 384 −848−1 1

2 −31 4164 110 −314

−1 −4 20 −82− 1

2 − 964 1, 32 −9, 88

0 0 1, 88 · 10−7 −0, 000613

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 1, 88 · 10−7 −0, 00061312 − 1

64 −0, 0623 0, 1251 0 −0, 00123 −21 12 −1 17

64 −8, 45 −43 5562

2 −16 −64 −2082 12 −87 57

64 −258 −6223 −324 −756 −1, 46 · 1033 12 −937 57

64 −1, 82 · 103 −2, 93 · 1034 −2, 3 · 103 −3, 84 · 103 −5, 31 · 1034 12 −5023 17

64 −7, 34 · 103 −8, 9 · 1035 −104 −1, 3 · 104 −1, 41 · 1045 12 −18530 1

64 −2, 17 · 104 −2, 12 · 1046 −3, 24 · 104 −3, 46 · 104 −3, 07 · 1046 12 −53998 9

64 −5, 29 · 104 −4, 31 · 1047 −8, 64 · 104 −7, 82 · 104 −5, 89 · 104

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Funktionen höheren Grades Lösungen

Aufgabe (16)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = x6 − 3x4 + 3x2 − 1 = (x+ 1)3(x− 1)3

f ′ (x) = 6x5 − 12x3 + 6x = 6(x+ 1)2x(x− 1)2

f ′′ (x) = 30x4 − 36x2 + 6 = 30(x+ 1)(x+ 0, 447)(x− 0, 447)(x− 1)f ′′′ (x) = 120x3 − 72xF (x) =

∫(x6 − 3x4 + 3x2 − 1)dx = 1

7x7 − 3

5x5 + x3 − x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [(−1),∞[

• Grenzwerte:f(x) = x6(1− 3

x2+

3

x4− 1

x6)

limx→∞

f (x) = [1 · ∞6] = ∞lim

x→−∞f (x) = [1 · (−∞)6] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1 · (−x)6 − 3 · (−x)4 + 3 · (−x)2 − 1f (−x) = 1 · x6 − 3 · x4 + 3 · x2 − 1f (−x) = f (x) → Symmetrie zur y-Achse:

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = x6 − 3x4 + 3x2 − 1 = 0

NumerischeSuche :x1 = −1; 3-fache Nullstellex2 = 1; 3-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −1 < x < 1 < x

f(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−1[ ∪ ]1;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]− 1; 1[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 6x5 − 12x3 + 6x = 0x(6x4 − 12x2 + 6) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 6x4 − 12x2 + 6 = 0

u = x2 u2 = x4

6u2 − 12u+ 6 = 0

u1/2 =+12±

√(−12)

2 − 4 · 6 · 62 · 6

u1/2 =+12±

√0

12

u1/2 =12± 0

12

u1 =12 + 0

12u2 =

12− 0

12u1 = 1 u2 = 1x2 = 1x = ±

√1

x1 = 1 x2 = −1

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Funktionen höheren Grades Lösungen

x2 = 1x = ±

√1

x1 = 1 x2 = −1x3 = −1; 2-fache Nullstellex4 = 0; 1-fache Nullstellex5 = 1; 2-fache Nullstellef ′′(−1) = 0f ′′(−1) = 0 ⇒Terrassenpukt:(−1/0)

f ′′(0) = 6 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(0/− 1)

f ′′(1) = 0f ′′(1) = 0 ⇒Terrassenpukt:(1/0)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −1 < x < 0 < x < 1 < x

f ′(x) − 0 − 0 + 0 +

x ∈]0; 1[ ∪ ]1;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞;−1[ ∪ ]− 1; 0[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 30x4 − 36x2 + 6 = 0

u = x2 u2 = x4

30u2 − 36u+ 6 = 0

u1/2 =+36±

√(−36)

2 − 4 · 30 · 62 · 30

u1/2 =+36±

√576

60

u1/2 =36± 24

60

u1 =36 + 24

60u2 =

36− 24

60

u1 = 1 u2 =1

5x2 = 1x = ±

√1

x1 = 1 x2 = −1

x2 =1

5

x = ±√

1

5x1 = 0, 447 x2 = −0, 447x6 = −1; 1-fache Nullstellex7 = −0, 447; 1-fache Nullstellex8 = 0, 447; 1-fache Nullstellex9 = 1; 1-fache Nullstellef ′′′(−1) = 0f ′′′(−1) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(−1/0)

f ′′′(−0, 447) = − 64

125f ′′′(−0, 447) ̸= 0 ⇒

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Funktionen höheren Grades Lösungen

Wendepunkt:(−0, 447/− 64

125)

f ′′′(0, 447) = − 64

125f ′′′(0, 447) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(0, 447/− 64

125)

f ′′′(1) = 0f ′′′(1) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(1/0)• Kruemmung

x < −1 < x < −0, 447 < x < 0, 447 < x < 1 < xf ′′(x) + 0 − 0 + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−1[ ∪ ]− 0, 447; 0, 447[ ∪ ]1;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]− 1;−0, 447[ ∪ ]0, 447; 1[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 1

−1

(x6 − 3x4 + 3x2 − 1

)dx =

[1

7x7 − 3

5x5 + x3 − x

]1−1

=

(1

7· 17 − 3

5· 15 + 1 · 13 − 1 · 1

)−(1

7· (−1)7 − 3

5· (−1)5 + 1 · (−1)3 − 1 · (−1)

)=

(−16

35

)−

(16

35

)= −32

35

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Funktionen höheren Grades Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 1 · x6 − 3 · x4 + 3 · x2 − 1

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 1, 11 · 105 −9, 68 · 104 7, 03 · 104−6 1

2 70189 2964 −6, 64 · 104 5, 2 · 104

−6 4, 29 · 104 −4, 41 · 104 3, 76 · 104−5 1

2 25025 1364 −2, 82 · 104 2, 64 · 104

−5 1, 38 · 104 −17280 6891 1, 79 · 104

−4 12 7133 21

64 −104 1, 16 · 104−4 3, 38 · 103 −5, 4 · 103 7, 11 · 103−3 1

2 1423 5364 −2, 66 · 103 4, 07 · 103

−3 512 −1, 15 · 103 2, 11 · 103−2 1

2 144 4564 −414 953

−2 27 −108 342−1 1

2 1 6164 −14, 1 76, 9

−1 0 −0, 00245 0, 00735− 1

2 − 2764 −1, 69 −1, 12

0 −1 0 6

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 −1 0 612 − 27

64 1, 69 −1, 121 0 0, 00245 0, 007351 12 1 61

64 14, 1 76, 92 27 108 3422 12 144 45

64 414 9533 512 1, 15 · 103 2, 11 · 1033 12 1423 53

64 2, 66 · 103 4, 07 · 1034 3, 38 · 103 5, 4 · 103 7, 11 · 1034 12 7133 21

64 104 1, 16 · 1045 1, 38 · 104 17280 68

91 1, 79 · 1045 12 25025 13

64 2, 82 · 104 2, 64 · 1046 4, 29 · 104 4, 41 · 104 3, 76 · 1046 12 70189 29

64 6, 64 · 104 5, 2 · 1047 1, 11 · 105 9, 68 · 104 7, 03 · 104

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Funktionen höheren Grades Lösungen

Aufgabe (17)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = x6 − 12x4 + 48x2 − 64 = (x+ 2)3(x− 2)3

f ′ (x) = 6x5 − 48x3 + 96x = 6(x+ 2)2x(x− 2)2

f ′′ (x) = 30x4 − 144x2 + 96 = 30(x+ 2)(x+ 0, 894)(x− 0, 894)(x− 2)f ′′′ (x) = 120x3 − 288xF (x) =

∫(x6 − 12x4 + 48x2 − 64)dx = 1

7x7 − 2 2

5x5 + 16x3 − 64x+ c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W = [(−64),∞[

• Grenzwerte:f(x) = x6(1− 12

x2+

48

x4− 64

x6)

limx→∞

f (x) = [1 · ∞6] = ∞lim

x→−∞f (x) = [1 · (−∞)6] = ∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = 1 · (−x)6 − 12 · (−x)4 + 48 · (−x)2 − 64f (−x) = 1 · x6 − 12 · x4 + 48 · x2 − 64f (−x) = f (x) → Symmetrie zur y-Achse:

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = x6 − 12x4 + 48x2 − 64 = 0

NumerischeSuche :x1 = −2; 3-fache Nullstellex2 = 2; 3-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < −2 < x < 2 < x

f(x) + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−2[ ∪ ]2;∞[ f(x) > 0 oberhalb der x-Achse

x ∈]− 2; 2[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = 6x5 − 48x3 + 96x = 0x(6x4 − 48x2 + 96) = 0 ⇒ x = 0 ∨ 6x4 − 48x2 + 96 = 0

u = x2 u2 = x4

6u2 − 48u+ 96 = 0

u1/2 =+48±

√(−48)

2 − 4 · 6 · 962 · 6

u1/2 =+48±

√0

12

u1/2 =48± 0

12

u1 =48 + 0

12u2 =

48− 0

12u1 = 4 u2 = 4x2 = 4x = ±

√4

x1 = 2 x2 = −2

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Funktionen höheren Grades Lösungen

x2 = 4x = ±

√4

x1 = 2 x2 = −2x3 = −2; 2-fache Nullstellex4 = 0; 1-fache Nullstellex5 = 2; 2-fache Nullstellef ′′(−2) = 0f ′′(−2) = 0 ⇒Terrassenpukt:(−2/0)

f ′′(0) = 96 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(0/− 64)

f ′′(2) = 0f ′′(2) = 0 ⇒Terrassenpukt:(2/0)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < −2 < x < 0 < x < 2 < x

f ′(x) − 0 − 0 + 0 +

x ∈]0; 2[ ∪ ]2;∞[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]−∞;−2[ ∪ ]− 2; 0[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = 30x4 − 144x2 + 96 = 0

u = x2 u2 = x4

30u2 − 144u+ 96 = 0

u1/2 =+144±

√(−144)

2 − 4 · 30 · 962 · 30

u1/2 =+144±

√9, 22 · 103

60

u1/2 =144± 96

60

u1 =144 + 96

60u2 =

144− 96

60

u1 = 4 u2 =4

5x2 = 4x = ±

√4

x1 = 2 x2 = −2

x2 =4

5

x = ±√

4

5x1 = 0, 894 x2 = −0, 894x6 = −2; 1-fache Nullstellex7 = −0, 894; 1-fache Nullstellex8 = 0, 894; 1-fache Nullstellex9 = 2; 1-fache Nullstellef ′′′(−2) = 0f ′′′(−2) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(−2/0)

f ′′′(−0, 894) = −3296

125f ′′′(−0, 894) ̸= 0 ⇒

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Funktionen höheren Grades Lösungen

Wendepunkt:(−0, 894/− 3296

125)

f ′′′(0, 894) = −3296

125f ′′′(0, 894) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(0, 894/− 32

96

125)

f ′′′(2) = 0f ′′′(2) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(2/0)• Kruemmung

x < −2 < x < −0, 894 < x < 0, 894 < x < 2 < xf ′′(x) + 0 − 0 + 0 − 0 +

x ∈]−∞;−2[ ∪ ]− 0, 894; 0, 894[ ∪ ]2;∞[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]− 2;−0, 894[ ∪ ]0, 894; 2[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 2

−2

(x6 − 12x4 + 48x2 − 64

)dx =

[1

7x7 − 2

2

5x5 + 16x3 − 64x

]2−2

=

(1

7· 27 − 2

2

5· 25 + 16 · 23 − 64 · 2

)−(1

7· (−2)7 − 2

2

5· (−2)5 + 16 · (−2)3 − 64 · (−2)

)=

(−58

18

35

)−

(58

18

35

)= −117

1

35

Funktionsgraph und Wertetabelle

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Funktionen höheren Grades Lösungen

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = 1 · x6 − 12 · x4 + 48 · x2 − 64

Ableitung von f(x)

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 9, 11 · 104 −8, 51 · 104 6, 51 · 104−6 1

2 55962 964 −5, 71 · 104 4, 76 · 104

−6 3, 28 · 104 −3, 69 · 104 3, 38 · 104−5 1

2 18087 5764 −2, 27 · 104 2, 32 · 104

−5 9, 26 · 103 −1, 32 · 104 1, 52 · 104−4 1

2 4291 164 −7, 13 · 103 9, 48 · 103

−4 1, 73 · 103 −3, 46 · 103 5, 47 · 103−3 1

2 561 3364 −1, 43 · 103 2833 99

101

−3 125 −450 1, 23 · 103−2 1

2 11 2564 −76 368

−2 0 −0, 0196 0, 0294−1 1

2 −5 2364 −27, 6 −76, 1

−1 −27 −54 −18− 1

2 −52 4764 −42, 2 61, 9

0 −64 0 96

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 −64 0 9612 −52 47

64 42, 2 61, 91 −27 54 −181 12 −5 23

64 27, 6 −76, 12 0 0, 0196 0, 02942 12 11 25

64 76 3683 125 450 1, 23 · 1033 12 561 33

64 1, 43 · 103 2833 99101

4 1, 73 · 103 3, 46 · 103 5, 47 · 1034 12 4291 1

64 7, 13 · 103 9, 48 · 1035 9, 26 · 103 1, 32 · 104 1, 52 · 1045 12 18087 57

64 2, 27 · 104 2, 32 · 1046 3, 28 · 104 3, 69 · 104 3, 38 · 1046 12 55962 9

64 5, 71 · 104 4, 76 · 1047 9, 11 · 104 8, 51 · 104 6, 51 · 104

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Funktionen höheren Grades Lösungen

Aufgabe (18)

•Funktion/Ableitungen/Stammfunktionf (x) = − 1

2x6 + 3x5 − 4 1

2x4 = − 1

2x4(x− 3)2

f ′ (x) = −3x5 + 15x4 − 18x3 = −3x3(x− 2)(x− 3)f ′′ (x) = −15x4 + 60x3 − 54x2 = −15x2(x− 1, 37)(x− 2, 63)f ′′′ (x) = −60x3 + 180x2 − 108xF (x) =

∫(− 1

2x6 + 3x5 − 4 1

2x4)dx = − 1

14x7 + 1

2x6 − 9

10x5 + c

• Definitions- und Wertebereich:D = R W =]−∞, 0]

• Grenzwerte:f(x) = x6(− 1

2 +3

x−

4 12

x2)

limx→∞

f (x) = [− 12 · ∞6] = −∞

limx→−∞

f (x) = [− 12 · (−∞)6] = −∞

• Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achsef (−x) = − 1

2 · (−x)6 + 3 · (−x)5 − 4 12 · (−x)4

keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung

• Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:f(x) = − 1

2x6 + 3x5 − 4 1

2x4 = 0

x4(− 12x

2 + 3x− 4 12 ) = 0 ⇒ x = 0 ∨ − 1

2x2 + 3x− 4 1

2 = 0

− 12x

2 + 3x− 4 12 = 0

x1/2 =−3±

√32 − 4 ·

(− 1

2

)·(−4 1

2

)2 ·

(− 1

2

)x1/2 =

−3±√0

−1

x1/2 =−3± 0

−1

x1 =−3 + 0

−1x2 =

−3− 0

−1x1 = 3 x2 = 3x1 = 0; 4-fache Nullstellex2 = 3; 2-fache Nullstelle

• Vorzeichentabelle:x < 0 < x < 3 < x

f(x) − 0 − 0 −

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]0; 3[ ∪ ]3;∞[ f(x) < 0 unterhalb der x-Achse

• Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:f ′(x) = −3x5 + 15x4 − 18x3 = 0x3(−3x2 + 15x− 18) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −3x2 + 15x− 18 = 0

− 3x2 + 15x− 18 = 0

x1/2 =−15±

√152 − 4 · (−3) · (−18)

2 · (−3)

x1/2 =−15±

√9

−6

x1/2 =−15± 3

−6

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Funktionen höheren Grades Lösungen

x1 =−15 + 3

−6x2 =

−15− 3

−6x1 = 2 x2 = 3x3 = 0; 3-fache Nullstellex4 = 2; 1-fache Nullstellex5 = 3; 1-fache Nullstellef ′′(0) = 0f ′′(0) = 0 ⇒Extremwert:(0/0)f ′′(2) = 24 > 0 ⇒ Tiefpunkt:(2/− 8)

f ′′(3) = −81f ′′(3) < 0 ⇒ Hochpunkt:(3/0)

• Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf)x < 0 < x < 2 < x < 3 < x

f ′(x) + 0 − 0 + 0 −

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]2; 3[ f ′(x) > 0 streng monoton steigend

x ∈]0; 2[ ∪ ]3;∞[ f ′(x) < 0 streng monoton fallend

• Wendepunkte:f ′′(x) = −15x4 + 60x3 − 54x2 = 0x2(−15x2 + 60x− 54) = 0 ⇒ x = 0 ∨ −15x2 + 60x− 54 = 0

− 15x2 + 60x− 54 = 0

x1/2 =−60±

√602 − 4 · (−15) · (−54)

2 · (−15)

x1/2 =−60±

√360

−30

x1/2 =−60± 19

−30

x1 =−60 + 19

−30x2 =

−60− 19

−30x1 = 1, 37 x2 = 2, 63x6 = 0; 2-fache Nullstellex7 = 1, 37; 1-fache Nullstellex8 = 2, 63; 1-fache Nullstellef ′′′(1, 37) = −4, 66f ′′′(1, 37) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(1, 37/− 4, 66)

f ′′′(2, 63) = −3, 24f ′′′(2, 63) ̸= 0 ⇒Wendepunkt:(2, 63/− 3, 24)• Kruemmung

x < 0 < x < 1, 37 < x < 2, 63 < xf ′′(x) − 0 − 0 + 0 −

x ∈]1, 37; 2, 63[ f ′′(x) > 0 linksgekrümmt

x ∈]−∞; 0[ ∪ ]0; 1, 37[ ∪ ]2, 63;∞[ f ′′(x) < 0 rechtsgekrümmt

• Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse

A =

∫ 3

0

(−1

2x6 + 3x5 − 4

1

2x4

)dx =

[− 1

14x7 +

1

2x6 − 9

10x5

]30

=

(− 1

14· 37 + 1

2· 36 − 9

10· 35

)−(− 1

14· 07 + 1

2· 06 − 9

10· 05

)

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Funktionen höheren Grades Lösungen

=

(−10

29

70

)− (0) = −10

29

70

Funktionsgraph und Wertetabelle

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

−8

2

4

6

8

f(x) = − 12 · x6 + 3 · x5 − 4 1

2 · x4

Ableitung von f(x)

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Funktionen höheren Grades Lösungen

x f(x) f ′(x) f ′′(x)−7 −1, 2 · 105 92611 55

102 −5, 92 · 104−6 1

2 −8, 06 · 104 6, 65 · 104 −4, 55 · 104−6 −5, 25 · 104 4, 67 · 104 −3, 43 · 104−5 1

2 −3, 31 · 104 3, 18 · 104 −2, 53 · 104−5 −2 · 104 2, 1 · 104 −1, 82 · 104−4 1

2 −1, 15 · 104 1, 33 · 104 −1, 27 · 104−4 −6, 27 · 103 8, 06 · 103 −8, 54 · 103−3 1

2 −3, 17 · 103 4, 6 · 103 −5, 49 · 103−3 −1, 46 · 103 2, 43 · 103 −3, 32 · 103−2 1

2 −591 1, 16 · 103 −1860 123124

−2 −200 480 −936−1 1

2 −51, 3 160 −400−1 −8 36 −129− 1

2 −0, 383 3, 29 −21, 90 0 2, 81 · 10−7 −0, 00276

x f(x) f ′(x) f ′′(x)0 0 2, 81 · 10−7 −0, 0027612 −0, 195 −1, 41 −6, 941 −2 −6 −91 12 −5, 7 −7, 59 5, 062 −8 0, 00122 242 12 −4, 88 11, 7 14, 13 0 −0, 0165 −813 12 −18, 8 −96, 5 −3404 −128 −384 −8644 12 −461 −1, 03 · 103 −1776 123

124

5 −1, 25 · 103 −2, 25 · 103 −3, 23 · 1035 12 −2, 86 · 103 −4, 37 · 103 −5, 38 · 1036 −5, 83 · 103 −7, 78 · 103 −8, 42 · 1036 12 −1, 09 · 104 −1, 3 · 104 −1, 26 · 1047 −1, 92 · 104 −2, 06 · 104 −1, 81 · 104

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Ganzrationale Funktion

6 Ganzrationale Funktion

2 4 6−2−4−60

−2

−4

−6

2

4

6f(x) = 0, 25x3 − 0, 75x2 − 2, 25x+ 2, 75

bHP (−1/4)

bWP (1/0)

Eine ganzrationale Funktion vom Grad n ist durchn+1 Bedingungen eindeutig festgelegt. f(x) =

anxn + an−1x

n−1 + an−2xn−2...+ a2x

2 + a1x1 + a0

Um die n+1 Koeffizienten (an, an−1.., a0) berechnen zukönnen, sind n+1 Gleichungen (n+1 Bedingungen) nötig.Funktion vom Grad 2Um die 3 Koeffizienten (a,b,c) berechnen zu können, sind 3Gleichungen (3 Bedingungen) nötig.f(x) = ax2 + bx+ c

f ′(x) = 2ax+ b

Funktion vom Grad 3Um die 4 Koeffizienten (a,b,c,d) berechnen zu können, sind 4Gleichungen (4 Bedingungen) nötig. f(x) = ax3+bx2+cx+d

f ′(x) = 3ax2 + 2bx+ c

f ′′(x) = 6ax+ 2b

Funktion vom Grad 4f(x) = ax4 + bx3 + cx2 + dx+ e

f ′(x) = 4ax3 + 3bx2 + 2cx+ d

f ′′(x) = 12ax2 + 6bx+ 2c

Gesucht ist ein Polynom 3. Grades, das bei x = 1 ei-nen Wendepunkt hat, im Punkt P(-1/4) ein Extre-mum besitzt und bei x = 1 die x-Achse schneidet.

Polynom 3. Gradesf (x) = a · x3 + b · x2 + c · x+ df ′ (x) = 3a · x2 + 2b · x+ cf ′′ (x) = 6a · x+ 2bUm die 4 Koeffizienten (a,b,c,d) berechnen zu können,sind 4 Gleichungen nötig.

1. Bedingung: Wendepunkt bei x = 1f ′′ (1) = 0 6a · 1 + 2b = 02. Bedingung: Punkt P (−1/4)f (−1) = 4 a · (−1)3 + b · (−1)2 + c · (−1) + d = 43. Bedingung: Extremwert an der Stelle x0 = 1f ′ (−1) = 0 3a · (−1)2 + 2b · (−1) + c = 04.Bedingung: Nullstelle an der Stelle x0 = 1f (1) = 0 a · 13 + b · 12 + c · 1 + d = 0Lineares Gleichungssystem lösen:6a+ 2b = 0−a+ b− c+ d = 43a− 2b+ c = 0a+ b+ c+ d = 0a = 1

4

b = − 34

c = −2 14

d == 2 34

Funktionsgleichung:f (x) = 1

4x3 − 3

4x2 − 2 1

4x+ 2 3

4

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Ganzrationale Funktion

Bedingungen für die Funktion GleichungPunkt P (x0/y0) f(x0) = y0

Nullstelle an der Stelle x0 f(x0) = 0

Punkt auf der y-Achse y0 f(0) = y0

Extremwert an der Stelle x0 f ′(x0) = 0

Horizontale Tangente an der Stellex0

f ′(x0) = 0

Berührpunkt der x-Achse an derStelle x0

f(x0) = 0

f ′(x0) = 0

Tangente: y = mx+ t in x0

y0 = mx0 + t

f(x0) = y0

f ′(x0) = m

Normale: y = mx+ t in x0

y0 = mx0 + t

f(x0) = y0

f ′(x0) = − 1m

Wendepunkt an der Stelle x0 f ′′(x0) = 0

Terrassenpunkt an der Stelle x0f ′(x0) = 0

f ′′(x0) = 0

Steigung m an der Stelle x0 f ′(x0) = m

Hoch-/Tiefpunkt(x0/y0)f(x0) = y0

f ′(x0) = 0

Terrassenpunkt(x0/y0)

f(x0) = y0

f ′(x0) = 0

f ′′(x0) = 0

Wendepunkt(x0/y0)f(x0) = y0

f ′′(x0) = 0

Wendetangente: y = mx+ t in x0

y0 = mx0 + t

f(x0) = y0

f ′(x0) = m

f ′′(x0) = 0

Steigung m im Punkt P(x0/y0)f(x0) = y0

f ′(x0) = m

Achsensymmetrie f(x) = f(−x) Glieder mitungeradenExponentenentfallen

Punktsymmetrie f(x) = −f(−x) Glieder mitgeradenExponentenentfallen

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Ganzrationale Funktion Terme aufstellen

6.1 Terme aufstellen6.1.1 AufgabenUm eigene Aufgaben zu lösen, klicken Sie hier: Neue RechnungAufstellen von Funktionsgleichungen

(1) eine quadratische Funktion mit dem Scheitel S(0/3) undeiner Nullstelle bei x=2.

(2) eine quadratische Funktion, deren Graph durch durchdie Punkte P (−2/1), Q(1/1), T (2/− 3) geht.

(3) eine quadratische Funktion, deren Graph P (−2/1) dieSteigung m = 2 geht.

(4) eine ganzrationale Funktion 3.Grades, deren Graphdurch den Ursprung geht und den Terrassenpunkt T (2/2)hat.

(5) eine ganzrationale Funktion 3.Grades, deren Graphdurch Punkte P (−2/2),Q(0/0),R(1/2),T (2/− 1).

(6) eine ganzrationale Funktion 3.Grades, mit den Null-stellen bei x1 = −1 und x2 = 4 und dem Hochpunkt H(2/2).

(7) eine ganzrationale Funktion 3.Grades, mit der Wen-detangente y = 2x + 1 = 0 an der Stelle x2 = 1 und demSchnittpunkt mit der x-Achse x = −2.

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Ganzrationale Funktion Terme aufstellen

6.1.2 LösungenAufgabe (1)

Funktionf (x) = a · x2 + b · x+ cf ′ (x) = 2a · x+ bf ′′ (x) = 2aGegeben:f (2) = 0 a · 22 + b · 2 + c = 0f ′ (1) = 0 2a · 1 + b = 0f (1) = 3 a · 12 + b · 1 + c = 34a+ 2b+ c = 02a+ b = 0a+ b+ c = 3

a b c

4 2 1 02 1 0 01 1 1 3

Zeile2 = Zeile2-Zeile1 · 24

z2s1 = 2− 4 · 24= 0

z2s2 = 1− 2 · 24= 0

z2s3 = 0− 1 · 24= − 1

2

z2s4 = 0− 0 · 24= 0

a b c

4 2 1 00 0 − 1

20

1 1 1 3

Zeile3 = Zeile3-Zeile1 · 14

z3s1 = 1− 4 · 14= 0

z3s2 = 1− 2 · 14= 1

2

z3s3 = 1− 1 · 14= 3

4

z3s4 = 3− 0 · 14= 3

a b c

4 2 1 00 0 − 1

20

0 12

34

3

Zeilen vertauschen

a b c

4 2 1 00 1

234

30 0 − 1

20

Zeile1 = Zeile1-Zeile2 · 212

z1s2 = 2− 12· 2

12

= 0

z1s3 = 1− 34· 2

12

= −2

z1s4 = 0− 3 · 212

= −12

a b c

4 0 −2 −120 1

234

30 0 − 1

20

Zeile1 = Zeile1-Zeile3 · −2

− 12

z1s3 = −2− (− 12) · −2

− 12

= 0

z1s4 = −12− 0 · −2

− 12

= −12

a b c

4 0 0 −120 1

234

30 0 − 1

20

Zeile2 = Zeile2-Zeile3 ·34

− 12

z2s3 = 34− (− 1

2) ·

34

− 12

= 0

z2s4 = 3− 0 ·34

− 12

= 3

a b c

4 0 0 −120 1

20 3

0 0 − 12

0

a = −124 = −3

b = 312

= 6

c = 0− 1

2

= 0

L = {−3/6/0}Funktionf (x) = −3x2 + 6x

Aufgabe (2)

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Ganzrationale Funktion Terme aufstellen

Funktionf (x) = a · x2 + b · x+ cf ′ (x) = 2a · x+ bf ′′ (x) = 2aGegeben:f (−2) = 1 a · (−2)2 + b · (−2) + c = 1f (1) = 1 a · 12 + b · 1 + c = 1f (2) = (−3) a · 22 + b · 2 + c = (−3)4a− 2b+ c = 1a+ b+ c = 14a+ 2b+ c = −3

a b c

4 −2 1 11 1 1 14 2 1 −3

Zeile2 = Zeile2-Zeile1 · 14

z2s1 = 1− 4 · 14= 0

z2s2 = 1− (−2) · 14= 1 1

2

z2s3 = 1− 1 · 14= 3

4

z2s4 = 1− 1 · 14= 3

4

a b c

4 −2 1 10 1 1

234

34

4 2 1 −3

Zeile3 = Zeile3-Zeile1 · 44

z3s1 = 4− 4 · 44= 0

z3s2 = 2− (−2) · 44= 4

z3s3 = 1− 1 · 44= 0

z3s4 = −3− 1 · 44= −4

a b c

4 −2 1 10 1 1

234

34

0 4 0 −4

Zeile1 = Zeile1-Zeile2 · −2

1 12

z1s2 = −2− 1 12· −2

1 12

= 0

z1s3 = 1− 34· −2

1 12

= 2

z1s4 = 1− 34· −2

1 12

= 2

a b c

4 0 2 20 1 1

234

34

0 4 0 −4

Zeile3 = Zeile3-Zeile2 · 4

1 12

z3s2 = 4− 1 12· 4

1 12

= 0

z3s3 = 0− 34· 4

1 12

= −2

z3s4 = −4− 34· 4

1 12

= −6

a b c

4 0 2 20 1 1

234

34

0 0 −2 −6

Zeile1 = Zeile1-Zeile3 · 2−2

z1s3 = 2− (−2) · 2−2

= 0

z1s4 = 2− (−6) · 2−2

= −4

a b c

4 0 0 −40 1 1

234

34

0 0 −2 −6

Zeile2 = Zeile2-Zeile3 ·34

−2

z2s3 = 34− (−2) ·

34

−2= 0

z2s4 = 34− (−6) ·

34

−2= −1 1

2

a b c

4 0 0 −40 1 1

20 −1 1

2

0 0 −2 −6

a = −44 = −1

b =−1 1

2

1 12

= −1

c = −6−2 = 3

L = {−1/− 1/3}Funktionf (x) = −1x2 − 1x+ 3

Aufgabe (3)

Funktionf (x) = a · x2 + b · x+ cf ′ (x) = 2a · x+ bf ′′ (x) = 2aGegeben:

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Ganzrationale Funktion Terme aufstellen

f (−2) = 1 a · (−2)2 + b · (−2) + c = 1f (2) = 3 a · 22 + b · 2 + c = 3f ′ (1) = − 1

2 2a · 1 + b = (− 12 )

4a− 2b+ c = 14a+ 2b+ c = 32a+ b = − 1

2

a b c

4 −2 1 14 2 1 32 1 0 − 1

2

Zeile2 = Zeile2-Zeile1 · 44

z2s1 = 4− 4 · 44= 0

z2s2 = 2− (−2) · 44= 4

z2s3 = 1− 1 · 44= 0

z2s4 = 3− 1 · 44= 2

a b c

4 −2 1 10 4 0 22 1 0 − 1

2

Zeile3 = Zeile3-Zeile1 · 24

z3s1 = 2− 4 · 24= 0

z3s2 = 1− (−2) · 24= 2

z3s3 = 0− 1 · 24= − 1

2

z3s4 = − 12− 1 · 2

4= −1

a b c

4 −2 1 10 4 0 20 2 − 1

2−1

Zeile1 = Zeile1-Zeile2 · −24

z1s2 = −2− 4 · −24

= 0z1s3 = 1− 0 · −2

4= 1

z1s4 = 1− 2 · −24

= 2

a b c

4 0 1 20 4 0 20 2 − 1

2−1

Zeile3 = Zeile3-Zeile2 · 24

z3s2 = 2− 4 · 24= 0

z3s3 = − 12− 0 · 2

4= − 1

2

z3s4 = −1− 2 · 24= −2

a b c

4 0 1 20 4 0 20 0 − 1

2−2

Zeile1 = Zeile1-Zeile3 · 1

− 12

z1s3 = 1− (− 12) · 1

− 12

= 0

z1s4 = 2− (−2) · 1

− 12

= −2

a b c

4 0 0 −20 4 0 20 0 − 1

2−2

a = −24 = − 1

2b = 2

4 = 12

c = −2− 1

2

= 4

L = {− 12/

12/4}

Funktionf (x) = − 1

2x2 + 1

2x+ 4

Aufgabe (4)

Funktionf (x) = a · x3 + b · x2 + c · x+ df ′ (x) = 3a · x2 + 2b · x+ cf ′′ (x) = 6a · x+ 2bGegeben:f (2) = 2 a · 23 + b · 22 + c · 2 + d = 2f ′ (2) = 0 3a · 22 + 2b · 2 + c = 0f ′′ (2) = 0 6a · 2 + 2b = 0f (0) = 0 a · 03 + b · 02 + c · 0 + d = 08a+ 4b+ 2c+ d = 212a+ 4b+ c = 012a+ 2b = 0d = 0

a b c d

8 4 2 1 212 4 1 0 012 2 0 0 00 0 0 1 0

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Ganzrationale Funktion Terme aufstellen

Zeile2 = Zeile2-Zeile1 · 128

z2s1 = 12− 8 · 128

= 0z2s2 = 4− 4 · 12

8= −2

z2s3 = 1− 2 · 128

= −2z2s4 = 0− 1 · 12

8= −1 1

2

z2s5 = 0− 2 · 128

= −3

a b c d

8 4 2 1 20 −2 −2 −1 1

2−3

12 2 0 0 00 0 0 1 0

Zeile3 = Zeile3-Zeile1 · 128

z3s1 = 12− 8 · 128

= 0z3s2 = 2− 4 · 12

8= −4

z3s3 = 0− 2 · 128

= −3z3s4 = 0− 1 · 12

8= −1 1

2

z3s5 = 0− 2 · 128

= −3

a b c d

8 4 2 1 20 −2 −2 −1 1

2−3

0 −4 −3 −1 12

−30 0 0 1 0

Zeile1 = Zeile1-Zeile2 · 4−2

z1s2 = 4− (−2) · 4−2

= 0

z1s3 = 2− (−2) · 4−2

= −2

z1s4 = 1− (−1 12) · 4

−2= −2

z1s5 = 2− (−3) · 4−2

= −4

a b c d

8 0 −2 −2 −40 −2 −2 −1 1

2−3

0 −4 −3 −1 12

−30 0 0 1 0

Zeile3 = Zeile3-Zeile2 · −4−2

z3s2 = −4− (−2) · −4−2

= 0

z3s3 = −3− (−2) · −4−2

= 1

z3s4 = −1 12− (−1 1

2) · −4

−2= 1 1

2

z3s5 = −3− (−3) · −4−2

= 3

a b c d

8 0 −2 −2 −40 −2 −2 −1 1

2−3

0 0 1 1 12

30 0 0 1 0

Zeile1 = Zeile1-Zeile3 · −21

z1s3 = −2− 1 · −21

= 0z1s4 = −2− 1 1

2· −2

1= 1

z1s5 = −4− 3 · −21

= 2

a b c d

8 0 0 1 20 −2 −2 −1 1

2−3

0 0 1 1 12

30 0 0 1 0

Zeile2 = Zeile2-Zeile3 · −21

z2s3 = −2− 1 · −21

= 0z2s4 = −1 1

2− 1 1

2· −2

1= 1 1

2

z2s5 = −3− 3 · −21

= 3

a b c d

8 0 0 1 20 −2 0 1 1

23

0 0 1 1 12

30 0 0 1 0

Zeile1 = Zeile1-Zeile4 · 11

z1s4 = 1− 1 · 11= 0

z1s5 = 2− 0 · 11= 2

a b c d

8 0 0 0 20 −2 0 1 1

23

0 0 1 1 12

30 0 0 1 0

Zeile2 = Zeile2-Zeile4 · 1 121

z2s4 = 1 12− 1 · 1 1

21

= 0

z2s5 = 3− 0 · 1 121

= 3

a b c d

8 0 0 0 20 −2 0 0 30 0 1 1 1

23

0 0 0 1 0

Zeile3 = Zeile3-Zeile4 · 1 121

z3s4 = 1 12− 1 · 1 1

21

= 0

z3s5 = 3− 0 · 1 121

= 3

a b c d

8 0 0 0 20 −2 0 0 30 0 1 0 30 0 0 1 0

a = 28 = 1

4b = 3

−2 = −1 12

c = 31 = 3

d = 01 = 0

L = { 14/− 1 1

2/3/0}Funktionf (x) = 1

4x3 − 1 1

2x2 + 3x

Aufgabe (5)

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Ganzrationale Funktion Terme aufstellen

Funktionf (x) = a · x3 + b · x2 + c · x+ df ′ (x) = 3a · x2 + 2b · x+ cf ′′ (x) = 6a · x+ 2bGegeben:f (−2) = 2 a · (−2)3 + b · (−2)2 + c · (−2) + d = 2f (0) = 0 a · 03 + b · 02 + c · 0 + d = 0f (1) = 2 a · 13 + b · 12 + c · 1 + d = 2f (2) = (−1) a · 23 + b · 22 + c · 2 + d = (−1)−8a+ 4b− 2c+ d = 2d = 0a+ b+ c+ d = 28a+ 4b+ 2c+ d = −1

a b c d

−8 4 −2 1 20 0 0 1 01 1 1 1 28 4 2 1 −1

Zeile3 = Zeile3-Zeile1 · 1−8

z3s1 = 1− (−8) · 1−8

= 0

z3s2 = 1− 4 · 1−8

= 1 12

z3s3 = 1− (−2) · 1−8

= 34

z3s4 = 1− 1 · 1−8

= 1 18

z3s5 = 2− 2 · 1−8

= 2 14

a b c d

−8 4 −2 1 20 0 0 1 00 1 1

234

1 18

2 14

8 4 2 1 −1

Zeile4 = Zeile4-Zeile1 · 8−8

z4s1 = 8− (−8) · 8−8

= 0

z4s2 = 4− 4 · 8−8

= 8

z4s3 = 2− (−2) · 8−8

= 0

z4s4 = 1− 1 · 8−8

= 2

z4s5 = −1− 2 · 8−8

= 1

a b c d

−8 4 −2 1 20 0 0 1 00 1 1

234

1 18

2 14

0 8 0 2 1

Zeilen vertauschen

a b c d

−8 4 −2 1 20 1 1

234

1 18

2 14

0 0 0 1 00 8 0 2 1

Zeile1 = Zeile1-Zeile2 · 4

1 12

z1s2 = 4− 1 12· 4

1 12

= 0

z1s3 = −2− 34· 4

1 12

= −4

z1s4 = 1− 1 18· 4

1 12

= −2

z1s5 = 2− 2 14· 4

1 12

= −4

a b c d

−8 0 −4 −2 −40 1 1

234

1 18

2 14

0 0 0 1 00 8 0 2 1

Zeile4 = Zeile4-Zeile2 · 8

1 12

z4s2 = 8− 1 12· 8

1 12

= 0

z4s3 = 0− 34· 8

1 12

= −4

z4s4 = 2− 1 18· 8

1 12

= −4

z4s5 = 1− 2 14· 8

1 12

= −11

a b c d

−8 0 −4 −2 −40 1 1

234

1 18

2 14

0 0 0 1 00 0 −4 −4 −11

Zeilen vertauschen

a b c d

−8 0 −4 −2 −40 1 1

234

1 18

2 14

0 0 −4 −4 −110 0 0 1 0

Zeile1 = Zeile1-Zeile3 · −4−4

z1s3 = −4− (−4) · −4−4

= 0

z1s4 = −2− (−4) · −4−4

= 2

z1s5 = −4− (−11) · −4−4

= 7

a b c d

−8 0 0 2 70 1 1

234

1 18

2 14

0 0 −4 −4 −110 0 0 1 0

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Ganzrationale Funktion Terme aufstellen

Zeile2 = Zeile2-Zeile3 ·34

−4

z2s3 = 34− (−4) ·

34

−4= 0

z2s4 = 1 18− (−4) ·

34

−4= 3

8

z2s5 = 2 14− (−11) ·

34

−4= 3

16

a b c d

−8 0 0 2 70 1 1

20 3

8316

0 0 −4 −4 −110 0 0 1 0

Zeile1 = Zeile1-Zeile4 · 21

z1s4 = 2− 1 · 21= 0

z1s5 = 7− 0 · 21= 7

a b c d

−8 0 0 0 70 1 1

20 3

8316

0 0 −4 −4 −110 0 0 1 0

Zeile2 = Zeile2-Zeile4 ·381

z2s4 = 38− 1 ·

381= 0

z2s5 = 316

− 0 ·381= 3

16

a b c d

−8 0 0 0 70 1 1

20 0 3

16

0 0 −4 −4 −110 0 0 1 0

Zeile3 = Zeile3-Zeile4 · −41

z3s4 = −4− 1 · −41

= 0z3s5 = −11− 0 · −4

1= −11

a b c d

−8 0 0 0 70 1 1

20 0 3

16

0 0 −4 0 −110 0 0 1 0

a = 7−8 = − 7

8

b =316

1 12

= 18

c = −11−4 = 2 3

4

d = 01 = 0

L = {− 78/

18/2

34/0}

Funktionf (x) = − 7

8x3 + 1

8x2 + 2 3

4x

Aufgabe (6)

Funktionf (x) = a · x3 + b · x2 + c · x+ df ′ (x) = 3a · x2 + 2b · x+ cf ′′ (x) = 6a · x+ 2bGegeben:f (−1) = 0 a · (−1)3 + b · (−1)2 + c · (−1) + d = 0f (4) = 0 a · 43 + b · 42 + c · 4 + d = 0f (2) = 2 a · 23 + b · 22 + c · 2 + d = 2f ′ (2) = 0 3a · 22 + 2b · 2 + c = 0−a+ b− c+ d = 064a+ 16b+ 4c+ d = 08a+ 4b+ 2c+ d = 212a+ 4b+ c = 0

a b c d

−1 1 −1 1 064 16 4 1 08 4 2 1 212 4 1 0 0

Zeile2 = Zeile2-Zeile1 · 64−1

z2s1 = 64− (−1) · 64−1

= 0

z2s2 = 16− 1 · 64−1

= 80

z2s3 = 4− (−1) · 64−1

= −60

z2s4 = 1− 1 · 64−1

= 65

z2s5 = 0− 0 · 64−1

= 0

a b c d

−1 1 −1 1 00 80 −60 65 08 4 2 1 212 4 1 0 0

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Page 409: Kurvendiskussion - Ganzrationale Funktion - Aufgaben und ... · Ganzrationale Funktion Schnittpunkte mit der x-Achse - Nullstellen • Funktionsterm gleich Null setzen und die Gleichung

Ganzrationale Funktion Terme aufstellen

Zeile3 = Zeile3-Zeile1 · 8−1

z3s1 = 8− (−1) · 8−1

= 0

z3s2 = 4− 1 · 8−1

= 12

z3s3 = 2− (−1) · 8−1

= −6

z3s4 = 1− 1 · 8−1

= 9

z3s5 = 2− 0 · 8−1

= 2

a b c d

−1 1 −1 1 00 80 −60 65 00 12 −6 9 212 4 1 0 0

Zeile4 = Zeile4-Zeile1 · 12−1

z4s1 = 12− (−1) · 12−1

= 0

z4s2 = 4− 1 · 12−1

= 16

z4s3 = 1− (−1) · 12−1

= −11

z4s4 = 0− 1 · 12−1

= 12

z4s5 = 0− 0 · 12−1

= 0

a b c d

−1 1 −1 1 00 80 −60 65 00 12 −6 9 20 16 −11 12 0

Zeile1 = Zeile1-Zeile2 · 180

z1s2 = 1− 80 · 180

= 0z1s3 = −1− (−60) · 1

80= − 1

4

z1s4 = 1− 65 · 180

= 316

z1s5 = 0− 0 · 180

= 0

a b c d

−1 0 − 14

316

00 80 −60 65 00 12 −6 9 20 16 −11 12 0

Zeile3 = Zeile3-Zeile2 · 1280

z3s2 = 12− 80 · 1280

= 0z3s3 = −6− (−60) · 12

80= 3

z3s4 = 9− 65 · 1280

= − 34

z3s5 = 2− 0 · 1280

= 2

a b c d

−1 0 − 14

316

00 80 −60 65 00 0 3 − 3

42

0 16 −11 12 0

Zeile4 = Zeile4-Zeile2 · 1680

z4s2 = 16− 80 · 1680

= 0z4s3 = −11− (−60) · 16

80= 1

z4s4 = 12− 65 · 1680

= −1z4s5 = 0− 0 · 16

80= 0

a b c d

−1 0 − 14

316

00 80 −60 65 00 0 3 − 3

42

0 0 1 −1 0

Zeile1 = Zeile1-Zeile3 · − 14

3

z1s3 = − 14− 3 · − 1

43

= 0

z1s4 = 316

− (− 34) · − 1

43

= 18

z1s5 = 0− 2 · − 14

3= 1

6

a b c d

−1 0 0 18

16

0 80 −60 65 00 0 3 − 3

42

0 0 1 −1 0

Zeile2 = Zeile2-Zeile3 · −603

z2s3 = −60− 3 · −603

= 0z2s4 = 65− (− 3

4) · −60

3= 50

z2s5 = 0− 2 · −603

= 40

a b c d

−1 0 0 18

16

0 80 0 50 400 0 3 − 3

42

0 0 1 −1 0

Zeile4 = Zeile4-Zeile3 · 13

z4s3 = 1− 3 · 13= 0

z4s4 = −1− (− 34) · 1

3= − 3

4

z4s5 = 0− 2 · 13= − 2

3

a b c d

−1 0 0 18

16

0 80 0 50 400 0 3 − 3

42

0 0 0 − 34

− 23

Zeile1 = Zeile1-Zeile4 ·18

− 34

z1s4 = 18− (− 3

4) ·

18

− 34

= 0

z1s5 = 16− (− 2

3) ·

18

− 34

= 118

a b c d

−1 0 0 0 118

0 80 0 50 400 0 3 − 3

42

0 0 0 − 34

− 23

Zeile2 = Zeile2-Zeile4 · 50

− 34

z2s4 = 50− (− 34) · 50

− 34

= 0

z2s5 = 40− (− 23) · 50

− 34

= −4 49

a b c d

−1 0 0 0 118

0 80 0 0 −4 49

0 0 3 − 34

20 0 0 − 3

4− 2

3

Zeile3 = Zeile3-Zeile4 · − 34

− 34

z3s4 = − 34− (− 3

4) · − 3

4

− 34

= 0

z3s5 = 2− (− 23) · − 3

4

− 34

= 2 23

a b c d

−1 0 0 0 118

0 80 0 0 −4 49

0 0 3 0 2 23

0 0 0 − 34

− 23

a =118

−1 = − 118

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Ganzrationale Funktion Terme aufstellen

b =−4 4

9

80 = − 118

c =2 2

3

3 = 89

d =− 2

3

− 34

= 89

L = {− 118/−

118/

89/

89}

Funktionf (x) = − 1

18x3 − 1

18x2 + 8

9x+ 89

Aufgabe (7)

Funktionf (x) = a · x3 + b · x2 + c · x+ df ′ (x) = 3a · x2 + 2b · x+ cf ′′ (x) = 6a · x+ 2bGegeben:f (−2) = 0 a · (−2)3 + b · (−2)2 + c · (−2) + d = 0f (1) = 3 a · 13 + b · 12 + c · 1 + d = 3f ′ (1) = 0 3a · 12 + 2b · 1 + c = 0f ′′ (1) = 0 6a · 1 + 2b = 0−8a+ 4b− 2c+ d = 0a+ b+ c+ d = 33a+ 2b+ c = 06a+ 2b = 0

a b c d

−8 4 −2 1 01 1 1 1 33 2 1 0 06 2 0 0 0

Zeile2 = Zeile2-Zeile1 · 1−8

z2s1 = 1− (−8) · 1−8

= 0

z2s2 = 1− 4 · 1−8

= 1 12

z2s3 = 1− (−2) · 1−8

= 34

z2s4 = 1− 1 · 1−8

= 1 18

z2s5 = 3− 0 · 1−8

= 3

a b c d

−8 4 −2 1 00 1 1

234

1 18

33 2 1 0 06 2 0 0 0

Zeile3 = Zeile3-Zeile1 · 3−8

z3s1 = 3− (−8) · 3−8

= 0

z3s2 = 2− 4 · 3−8

= 3 12

z3s3 = 1− (−2) · 3−8

= 14

z3s4 = 0− 1 · 3−8

= 38

z3s5 = 0− 0 · 3−8

= 0

a b c d

−8 4 −2 1 00 1 1

234

1 18

30 3 1

214

38

06 2 0 0 0

Zeile4 = Zeile4-Zeile1 · 6−8

z4s1 = 6− (−8) · 6−8

= 0

z4s2 = 2− 4 · 6−8

= 5

z4s3 = 0− (−2) · 6−8

= −1 12

z4s4 = 0− 1 · 6−8

= 34

z4s5 = 0− 0 · 6−8

= 0

a b c d

−8 4 −2 1 00 1 1

234

1 18

30 3 1

214

38

00 5 −1 1

234

0

Zeile1 = Zeile1-Zeile2 · 4

1 12

z1s2 = 4− 1 12· 4

1 12

= 0

z1s3 = −2− 34· 4

1 12

= −4

z1s4 = 1− 1 18· 4

1 12

= −2

z1s5 = 0− 3 · 4

1 12

= −8

a b c d

−8 0 −4 −2 −80 1 1

234

1 18

30 3 1

214

38

00 5 −1 1

234

0

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Ganzrationale Funktion Terme aufstellen

Zeile3 = Zeile3-Zeile2 · 3 12

1 12

z3s2 = 3 12− 1 1

2· 3 1

2

1 12

= 0

z3s3 = 14− 3

4· 3 1

2

1 12

= −1 12

z3s4 = 38− 1 1

8· 3 1

2

1 12

= −2 14

z3s5 = 0− 3 · 3 12

1 12

= −7

a b c d

−8 0 −4 −2 −80 1 1

234

1 18

30 0 −1 1

2−2 1

4−7

0 5 −1 12

34

0

Zeile4 = Zeile4-Zeile2 · 5

1 12

z4s2 = 5− 1 12· 5

1 12

= 0

z4s3 = −1 12− 3

4· 5

1 12

= −4

z4s4 = 34− 1 1

8· 5

1 12

= −3

z4s5 = 0− 3 · 5

1 12

= −10

a b c d

−8 0 −4 −2 −80 1 1

234

1 18

30 0 −1 1

2−2 1

4−7

0 0 −4 −3 −10

Zeile1 = Zeile1-Zeile3 · −4

−1 12

z1s3 = −4− (−1 12) · −4

−1 12

= 0

z1s4 = −2− (−2 14) · −4

−1 12

= 4

z1s5 = −8− (−7) · −4

−1 12

= 10 23

a b c d

−8 0 0 4 10 23

0 1 12

34

1 18

30 0 −1 1

2−2 1

4−7

0 0 −4 −3 −10

Zeile2 = Zeile2-Zeile3 ·34

−1 12

z2s3 = 34− (−1 1

2) ·

34

−1 12

= 0

z2s4 = 1 18− (−2 1

4) ·

34

−1 12

= 0

z2s5 = 3− (−7) ·34

−1 12

= − 12

a b c d

−8 0 0 4 10 23

0 1 12

0 0 − 12

0 0 −1 12

−2 14

−70 0 −4 −3 −10

Zeile4 = Zeile4-Zeile3 · −4

−1 12

z4s3 = −4− (−1 12) · −4

−1 12

= 0

z4s4 = −3− (−2 14) · −4

−1 12

= 3

z4s5 = −10− (−7) · −4

−1 12

= 8 23

a b c d

−8 0 0 4 10 23

0 1 12

0 0 − 12

0 0 −1 12

−2 14

−70 0 0 3 8 2

3

Zeile1 = Zeile1-Zeile4 · 43

z1s4 = 4− 3 · 43= 0

z1s5 = 10 23− 8 2

3· 43= − 8

9

a b c d

−8 0 0 0 − 89

0 1 12

0 0 − 12

0 0 −1 12

−2 14

−70 0 0 3 8 2

3

Zeile3 = Zeile3-Zeile4 · −2 14

3

z3s4 = −2 14− 3 · −2 1

43

= 0

z3s5 = −7− 8 23· −2 1

43

= − 12

a b c d

−8 0 0 0 − 89

0 1 12

0 0 − 12

0 0 −1 12

0 − 12

0 0 0 3 8 23

a =− 8

9

−8 = 19

b =− 1

2

1 12

= − 13

c =− 1

2

−1 12

= 13

d =8 2

3

3 = 2 89

L = { 19/−

13/

13/2

89}

Funktionf (x) = 1

9x3 − 1

3x2 + 1

3x+ 2 89

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