0

0/12

13 Differentialrechnung

0/12/3

13.3 Anwendung der Differentialrechnung

0/12/3/2

13.3.2 Charakteristische Kurvenpunkte, Monotonie

1.
Monotonie
f(x 0) > 0 Funktionskurve steigt streng monoton beim Durchgang durch x0
f(x 0) 0 Funktionskurve steigt monoton beim Durchgang durch x0
f(x 0) < 0 Funktionskurve fällt streng monoton beim Durchgang durch x0
f(x 0) 0 Funktionskurve fällt monoton beim Durchgang durch x0


Beispiel 13 - 1: .

PIC .

Abbildung 1: Monotonie

.

y = x4
y = 4x3 <0 für x<0 >0 für x>0

.

.
Beispiel 13 - 84

y = x3 + 2x


.

y = x3 + 2x
y = 3x2 + 2 > 0

.
.
Beispiel 13 - 85
y = |x2 - 2x + 1| (x 1)


.

y = |x2 - 2x + 1| (x 1)
y = x2 - 2x + 1
y = 2x - 2 > 0


.

2.
2. Ableitung, Krümmung


PIC PIC
f(x) > 0 f(x) < 0
Linkskrümmung Rechtskrümmung
konvex konkav



Abbildung 6: Krümmung

Krümmung k = f(x) 1 + f(x)2 3 2

.
Beispiel 13 - 86
Kreisgleichung, obere Hälfte

y = r2 - x2 = (r2 - x2)1 2


.

y = r2 - x2 = (r2 - x2)1 2
y = -2x 2 (r2 - x2)-1 2 = - x(r2 - x2)-1 2
y = - (r2 - x2)-1 2 -2x2 2 (r2 - x2)-3 2

= - 1 (r2 - x2)12 + - x2 (r2 - x2)32

= - r2 (r2 - x2)32




y 1 + (y)2 3 2 = - r2 (r2 - x2)32 1 + x2 (r2 - x2) 3 2 = - r2 (r2 - x2)32 (r2 - x2) + x2 (r2 - x2) 3 2






= - r2 r2 3 2 = -1 r




.
Krümmung k = -1r (Kehrwert des Radius) .
.
Allgemein gilt: Krümmungsradius ρ = 1 |k|

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