Monotonie und Vorzeichen von fâ˛
Welche Wertetabelle kann zu einer streng monoton steigenden Funktion f gehĂśren?
Erklärung: Streng monoton steigend heiĂt: Je weiter rechts, desto grĂśĂer der Funktionswert, und zwar fĂźr alle Paare. In der ersten Tabelle wächst f(x) mit x: 1 < 3 < 4 < 8. In der zweiten sind f(1) und f(2) gleich (nur monoton, nicht streng), in der dritten ist f(1) = 5 grĂśĂer als das weiter rechts liegende f(2) = 4.
Der abgebildete Graph gehĂśrt zu f(x) = xÂł â 3x. Auf dem Intervall [â1; 1] ist f streng monoton fallend.
Erklärung: FĂźr alle xâ < xâ in [â1; 1] liegt der rechte Punkt tiefer, zum Beispiel f(â1) = 2 > f(0) = 0 > f(1) = â2. Der Graph fällt von x = â1 bis x = 1 durchgehend.
Auf welchem Intervall ist der abgebildete Graph streng monoton steigend?
Erklärung: Im Intervall [â1; 1] liegt bei jedem Paar xâ < xâ der rechte Punkt hĂśher. Bei [â2; 1] liegt der Punkt bei x = â2 hĂśher als der bei x = â1, bei [1; 2] fällt der Graph.
Gilt fĂźr alle xâ < xâ in einem Intervall I stets f(xâ) > f(xâ), so ist f in I streng monoton ___.
Erklärung: GrĂśĂere x-Werte haben dann kleinere Funktionswerte: f ist streng monoton fallend.
FĂźr f(x) = xÂł â 3x werden vier Stellenpaare (xâ | xâ) geprĂźft: (â2 | 0), (0 | 1), (â1 | 0), (1 | 3). Bei wie vielen Paaren gilt f(xâ) > f(xâ)?
Erklärung: f(â2) = â2 < f(0) = 0: nein. f(0) = 0 > f(1) = â2: ja. f(â1) = 2 > f(0) = 0: ja. f(1) = â2 < f(3) = 18: nein. Also zwei Paare.
Von einer Funktion f kennst du f(3) = â5 und fâ˛(3) = 2. Wie verläuft der Graph an der Stelle x = 3?
Erklärung: f(3) = â5 sagt nur, dass der Punkt unterhalb der x-Achse liegt. Ob der Graph steigt oder fällt, entscheidet das Vorzeichen der Steigung fâ˛(3) = 2 > 0: Er steigt.
Abgebildet ist der Graph von fâ˛. Auf dem Intervall [0; 1] ist f streng monoton steigend, weil der Graph von fⲠdort ansteigt.
Erklärung: Auf [0; 1] liegt der Graph von fⲠunter der x-Achse: fⲠist negativ, also fällt f. Dass fⲠselbst ansteigt (von â1 auf 0), sagt nur, dass die Steigung von f weniger negativ wird.
FĂźr f(x) = x² â 6x ist fâ˛(x) = 2x â 6. Ab welcher Stelle ist f streng monoton steigend, also fĂźr x > ___?
Erklärung: fâ˛(x) = 2x â 6 > 0 gilt genau fĂźr x > 3.
FĂźr f(x) = âx² + 8x ist fâ˛(x) = â2x + 8. Bestimme das grĂśĂte b, fĂźr das f auf ]ââ; b] streng monoton steigend ist.
Erklärung: fâ˛(x) = â2x + 8 > 0 gilt fĂźr x < 4. Bis einschlieĂlich x = 4 steigt f, danach fällt es: b = 4.
FĂźr f(x) = xÂł â 12x ist fâ˛(x) = 3x² â 12 = 3(x â 2)(x + 2). Auf welchem Intervall ist f streng monoton fallend?
Erklärung: Nullstellen von fâ˛: x = â2 und x = 2. Kontrollwert im mittleren Intervall: fâ˛(0) = â12 < 0, also fällt f auf [â2; 2]. AuĂen ist fâ˛(â3) = fâ˛(3) = 15 > 0 (steigend). Die Grenzen Âą4 entstehen, wenn man x² = 4 nicht wurzelt.
Abgebildet ist der Graph von fâ˛. Auf welchen Intervallen ist f streng monoton steigend?
Erklärung: f steigt, wo fⲠoberhalb der x-Achse liegt: links von â2 und rechts von 2. Zwischen â2 und 2 liegt fⲠdarunter (f fällt). Die HĂśhe von fⲠist die Steigung von f; dass fⲠab 0 ansteigt, sagt nichts Ăźber steigendes f.
Bestimme die grĂśĂere der beiden Stellen, an denen fâ˛(x) = 2x² â 50 null wird.
Erklärung: 2x² â 50 = 0 â x² = 25 â x = Âą5. Die grĂśĂere Stelle ist 5.
Bestimme fĂźr f(x) = xÂł â 3x² â 9x die Länge des längsten Intervalls, auf dem f streng monoton fallend ist.
Erklärung: fâ˛(x) = 3x² â 6x â 9 = 3(x â 3)(x + 1) hat die Nullstellen â1 und 3. Kontrollwert fâ˛(0) = â9 < 0: f fällt auf [â1; 3], Länge 3 â (â1) = 4.
Welche Funktion ist auf ganz â streng monoton steigend, obwohl ihre Ableitung an einer Stelle null ist?
Erklärung: f(x) = xÂł hat fâ˛(x) = 3x² ⼠0 mit der einzigen Nullstelle 0 und steigt Ăźberall streng. xÂł + x hat fâ˛(x) = 3x² + 1 > 0 (keine Nullstelle). xâ´ hat fâ˛(x) = 4xÂł < 0 fĂźr x < 0: Die Funktion fällt dort.
Abgebildet ist der Graph von fⲠmit fâ˛(x) = (x â 2)². Wie verläuft f in der Umgebung von x = 2?
Erklärung: fⲠberĂźhrt die x-Achse bei 2, wird aber nie negativ: fⲠ⼠0 auf ganz â. Die Tangente ist bei x = 2 waagerecht, f steigt trotzdem auf beiden Seiten.
FĂźr f(x) = xÂł â 6x² + 12x ist fâ˛(x) = 3(x â 2)². An wie vielen Stellen ist fâ˛(x) = 0?
Erklärung: 3(x â 2)² = 0 gilt nur fĂźr x = 2. An dieser einen Stelle ist die Tangente waagerecht, f steigt aber Ăźberall streng monoton.
Die Funktion f(x) = xÂł â 3x² + 3x hat fâ˛(x) = 3(x â 1)² und ist streng monoton steigend. Wie viele der vier Ungleichungen sind wahr: f(â1) < f(0), f(0) < f(1), f(1) < f(2), f(2) < f(3)?
Erklärung: Es ist f(â1) = â7, f(0) = 0, f(1) = 1, f(2) = 2 und f(3) = 9, also â7 < 0 < 1 < 2 < 9: alle vier Ungleichungen gelten. Auch Ăźber die Stelle 1 mit fâ˛(1) = 0 hinweg steigt f: f(0) < f(1) < f(2).
Bestimme die Intervalle, auf denen f(x) = xÂł â 6x² + 5 streng monoton steigend bzw. fallend ist. Bilde fâ˛, bestimme ihre Nullstellen und begrĂźnde das Vorzeichen von fⲠauf jedem Intervall mit einem Kontrollwert.
Schreibe deine Rechnung auf Papier und fotografiere sie.
Erklärung: fâ˛(x) = 3x(x â 4) ist null bei 0 und 4. Vorzeichen: fâ˛(â1) = 15 > 0, fâ˛(1) = â9 < 0, fâ˛(5) = 15 > 0. Daraus folgen die Monotonieintervalle.
f'(x) = 2x â 6. Berechne f'(5).
f'(5) = 2 ¡ 5 â 6 = 4. Positiv: f steigt bei x = 5.