Zweite Ableitung f´´(x)

Da sich das Vorzeichen der zweiten Ableitung an der Stelle geändert hat, liegt natürlich ein Wendepunkt vor.

Anleitung zur Berechnung von Wendepunkten:

Geg.:

Berechnung der Wendepunkte

·         und bilden

·        

D.h. zweite Ableitung gleich Null setzten und nach x auflösen. Das ergibt die x-Koordinate(n) aller Punkte, die für einen Wendepunkt in Frage kommen.

·        

D.h. die x-Koordinate(n) des (vermutlichen) Wendepunktes bzw. der (vermutlichen) Wendepunkte jeweils in die Funktionsgleichung einsetzten. Das ergibt jeweils die zugehörige y-Koordinate(n) dieses Punktes bzw. Punkte.

·         Nachweis des Wendepunktes

1. Möglichkeit:Mit Untersuchung des Krümmungsverhaltens, z.B. mit Krümmungstabelle

Wenn ein Vorzeichenwechsel von an der Stelle vorliegt, handelt es sich um einen Wendepunkt.

Die Krümmungstabelle wird im Prinzip angefertigt wie eine Monotonietabelle, aber an Stelle der ersten Ableitung wird natürlich das Vorzeichen der zweiten Ableitung bestimmt. (Wie das funktioniert, wird gleich in den Beispielaufgaben gezeigt.)

2. Möglichkeit:Mit dritter Ableitung (Nur für Schüler, die im Unterricht behandelt haben)

D.h. die x-Koordinate(n) des Wendepunktes oder der Wendepunkte jeweils in die dritte Ableitung einsetzten. Ist das Ergebnis ungleich Null, liegt ein Wendepunkt vor.

Diese Methode des Nachweises von Wendepunkten wird ausführlich im gesonderten Teil Wendepunkte mit der dritten Ableitung nachweisen besprochen.

Jetzt schauen wir uns doch endlich ein konkretes Beispiel an, wie man Wendepunkte berechnet und mit Hilfe des Krümmungsverhaltens der Funktion nachweist.

2. Bsp.:Gegeben ist die Funktion . Bestimme die Wendepunkte der Funktion! Handelt es sich dabei auch um Terrassenpunkte?

Lösung:

Zuerst bilden wir die erste und zweite Ableitung, da schließlich für Wendepunkte gilt und wir somit benötigen.

Beim letzten Schritt wurde die Zahl 4 ausgeklammert.

Beim letzten Schritt wurde die Zahl 3 ausgeklammert.

Nun setzen wir die zweite Ableitung gleich Null.

Wendepunkt:

Vorsicht:Plus/Minus nicht vergessen!

Nun wissen wir, dass nur bei und bei ein Wendepunkt sein kann.

Um die y-Koordinaten zu berechnen, setzen wir die soeben ermittelten x-Koordinaten in die Funktionsgleichung ein. ist schließlich nur eine andere Schreibweise für y.

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