Blenden Sie die Funktion ein und variieren Sie mit dem Schieberegler den Grad der Funktion. Betrachten Sie die Vielfachheiten der Nullstellen
Welche Arten von Nullstellen erkennen Sie? Durch welche Eigenschaft sind sie gekennzeichnet?
Einfache Nullstellen (Graph schneidet x-Achse)
Doppelte Nullstellen (Graph berührt x-Achse)
Dreifache Nullstellen - Sattelpunkte (Graph schneidet x-Achse mit Steigung 0!)
Auch an Sattelpunkten ist die erste Ableitung Null. Sind Sattelpunkte damit auch Extremstellen?
Nein! In der Umgebung von Sattelpunkten Gibt es Funktionswerte die sowohl größer als auch kleiner als der Funktionswert am Sattelpunkt sind. Damit ist ein Sattelpunkt kein Extrempunkt obwohl die erste Ableitung Null ist!
Was stellen Sie bei Sattel- und bei Extrempunkten für den Wert der ersten und der zweiten Ableitung fest?
Wie können Sattel- und Extrempunkte unterschieden werden?
Für beide sind sowohl f'(x) als auch f''(x) gleich Null.
Was folgern Sie daraus für die Existenz eines Extrempunktes?
Damit gesichert ist dass eine Extremstelle vorliegt muss gesichert sein: f'(x)=0 UND f''(x)0
Wie können Sattel- und Extrempunkte unterschieden werden wenn f'(x)=0 und f''(x)=0?
Es muss im Falle eines Extremums wie zu Beginn dargestellt untersucht werden ob die Funktionswerte in der Umgebung alle größer oder alle kleiner sind. Dies geschieht über das Monotonieverhalten.
Hochpunkt: Die Funktion muß ver der Hochpunkt wachsen und nach dem Hochpunkt sinken --> Vorzeichenwechsel von f'(x) von + zu -
Tiefpunkt: Die Funktion muß ver der Tiefpunkt sinken und nach dem Tiefpunkt wachsen --> Vorzeichenwechsel von f'(x) von - zu +
Blenden Sie das Gegenbeispiel ein. Sie werden feststellen, dass Sie hunderte von Ableitungen bilden müßten um damit die richtige Entscheidung zu treffen. Wenn f' und f'' an einer Stelle 0 sind, hilft nur die Untersuchung des Vorzeichenwechsels.
Dies gilt nicht nur für Nullstellen, wie Sie durch verschieben der Funktion leicht feststellen können