0.0.1 ↑ 56. Hausaufgabe
0.0.1.1 ↑ Selbstgestellte Aufgabe
\mathrm{f}(x) = \frac{x}{3}\left|x^2 - 4\right|; \quad D_{\mathrm{f}} = \mathds{R};
- Nullstellen
\mathrm{f}(x) = 0;
⇒ N_1(-2, 0); \quad N_2(0, 0); \quad N_3(2, 0);
- Symmetrie
\mathrm{f}(-x) = \frac{-x}{3}\left|\left(-x\right)^2 - 4\right| = -\frac{x}{3}\left|x^2 - 4\right| = -\mathrm{f}(x); ⇒
Punktsymmetrie zum Ursprung;
- Extrema
{} \mathrm{f}(x) = \begin{cases} {} \frac{x}{3}\left(x^2 - 4\right) = \frac{1}{3}x^3 - \frac{4}{3}x {} & \text{f"ur } x \in {} \left]-\infty, -2\right] \cup \left[2, \infty\right[; \\ {} -\frac{x}{3}\left(x^2 - 4\right) = -\left(\frac{1}{3}x^3 - \frac{4}{3}x\right) {} & \text{f"ur } x \in \left]-2, 2\right[; {} \end{cases}
⇒ {} \mathrm{f}'(x) = \begin{cases} {} x^2 - \frac{4}{3} & {} \text{f"ur } x \in \left]-\infty, -2\right[ \cup \left]2, \infty\right[; \\ {} -\left(x^2 - \frac{4}{3}\right) & {} \text{f"ur } x \in \left]-2, 2\right[; {} \end{cases}
⇒ \pm\left(x_0^2 - \frac{4}{3}\right) = 0; \Rightarrow x_0^2 = \frac{4}{3};
⇒ x_1 = -\sqrt{\frac{4}{3}} = -\frac{2}{\sqrt{3}} = -\frac{2}{3}\sqrt{3}; \quad x_2 = \frac{2}{3}\sqrt{3};
Vorzeichenanalyse von \mathrm{f}':
- x_1 = -\frac{2}{3}\sqrt{3};
Vorzeichenwechsel von \mathrm{f}' von - nach +; ⇒ P_{\mathrm{TIP}, 1}(-\frac{2}{3}\sqrt{3}, -\frac{16}{27}\sqrt{3});
- x_2 = \frac{2}{3}\sqrt{3};
Vorzeichenwechsel von \mathrm{f}' von + nach -; ⇒ P_{\mathrm{HOP}, 1}(\frac{2}{3}\sqrt{3}, \frac{16}{27}\sqrt{3});
- x_3 = -2;
Vorzeichenwechsel von \mathrm{f}' von + nach -; ⇒ P_{\mathrm{HOP}, 2}(-2, 0);
- x_4 = 2;
Vorzeichenwechsel von \mathrm{f}' von - nach +; ⇒ P_{\mathrm{TIP}, 2}(2, 0);
- Wendepunkte
{} \mathrm{f}''(x) = \begin{cases} {} 2x & {} \text{f"ur } x \in \left]-\infty, -2\right[ \cup \left]2, \infty\right[; \\ {} -2x & {} \text{f"ur } x \in \left]-2, 2\right[; {} \end{cases}
\pm 2x_5 = 0; \Rightarrow x_5 = 0;
⇒ P_{\mathrm{WEP}, 1}(0, 0);
Sowie: P_{\mathrm{WEP}, 2}(-2, 0); \quad P_{\mathrm{WEP}, 3}(2, 0);