Aufgabenstellung
Loading
Loading
Monotonie, Extrema, Wendepunkte und Krümmung; Optimierungsaufgaben mit Nebenbedingungen. Setzt Thema AN 1 (Änderungsmaße, Differentialquotient und Ableitungsregeln) voraus und führt zu Thema AN 3 (Integralrechnung und Anwendungen) hin.
6Abschnitteca. 15Min Lesezeit3KompetenzenNiveauStandard 4 · Vertiefung 2Stand 06/2026
Lesetiefe: Vertiefung
Schriftgröße: Standard
f(x)=x³-3x mit Extrema und Wendepunkt
Notwendige Bedingung und Klassifikation der Extrema
Bestimme die Extrema von .
.
.
; -> Minimum, -> Maximum.
, .
Ergebnis: Hochpunkt , Tiefpunkt .
Die erste Ableitung zeigt dir, ob die Funktion steigt oder fällt.
Setze die Ableitung Null, um Kandidaten für Extrema zu finden.
Klassifiziere mit der zweiten Ableitung oder durch Vorzeichenwechsel.
Typische Fehler
Aktive Wiederholung
Bestimme alle Extrempunkte von und klassifiziere sie.
Aktiv abrufen
Erinnere dich an die Kernpunkte — dann aufdecken.
Quellen: IQS Monotonie und Extrema (IQS)
Wendepunkt-Kriterium
Bestimme den Wendepunkt von .
Logistische Funktion ist symmetrisch zum Wendepunkt, der genau in der Mitte zwischen und liegt.
Wendepunkt bei , .
.
Ergebnis: Wendepunkt ; Wendetangente .
Die zweite Ableitung sagt dir, ob der Graph nach oben oder nach unten gekrümmt ist.
Wendepunkte trennen Linkskrümmung von Rechtskrümmung.
Die Wendetangente liefert die Linie, an der sich die Krümmung dreht.
SRDP-Aufgaben
Aufgabenstellung
Typische Fehler
Aktive Wiederholung
Bestimme alle Wendepunkte und Wendetangenten von .
Aktiv abrufen
Erinnere dich an die Kernpunkte — dann aufdecken.
Quellen: IQS Wendepunkte (IQS)
Volumsfunktion mit substituierten Variablen
Karton ; Ecken schneiden, Wand . Volumen maximieren.
für .
.
Lösung der quadratischen Gleichung: , (ausserhalb).
cm; .
Ergebnis: Optimaler Schnitt cm liefert maximales Volumen cm.
Beschreibe Zielgröße und Nebenbedingung in eigenen Worten.
Drücke die Zielfunktion in einer einzigen Variable aus.
Prüfe Maximum oder Minimum und interpretiere im Sachzusammenhang.
SRDP-Aufgaben
Aufgabenstellung
Typische Fehler
Aktive Wiederholung
Aus einem cm-Karton sollen an den Ecken Quadrate ausgeschnitten und ein Schachtelboden gefaltet werden. Wie gross muss die Quadratseite sein, damit das Volumen maximal wird?
Aktiv abrufen
Erinnere dich an die Kernpunkte — dann aufdecken.
Quellen: Mathago Optimierung (Mathago)
Eine Kostenfunktion lautet . Bestimme die Stelle minimaler Grenzkosten und interpretiere sie.
Die Grenzkosten sind die Ableitung der Kosten: .
Notwendige Bedingung : .
, also liegt tatsächlich ein Minimum der Grenzkosten vor (zugleich der Wendepunkt von ).
Bei etwa Einheiten sind die Grenzkosten am niedrigsten; davor sinken sie, danach steigen sie wieder.
Ergebnis: Minimale Grenzkosten bei (Wendepunkt der Kostenfunktion).
Wendepunkte sagen dir, wo eine Änderungsrate ihr Extremum erreicht.
In Anwendungen entspricht das oft dem Beschleunigungsmaximum oder den minimalen Grenzkosten.
Beziehe Mathematik und Kontext immer aufeinander, sonst geht ein Teil der Punkte verloren.
Typische Fehler
Aktive Wiederholung
Eine Kostenfunktion lautet . Bestimme die Stelle minimaler Grenzkosten und interpretiere sie.
Aktiv abrufen
Erinnere dich an die Kernpunkte — dann aufdecken.
Quellen: IQS Anwendungen Differentialrechnung (IQS)
Kriterium der zweiten Ableitung
Bestimme und klassifiziere die Extrema von .
.
; , .
Tiefpunkt bei , Hochpunkt bei .
Ergebnis: Hochpunkt , Tiefpunkt .
Eine waagrechte Tangente ist notwendig, aber nicht hinreichend für ein Extremum.
Das Vorzeichen der zweiten Ableitung trennt Hoch- von Tiefpunkten.
Bei verschwindender zweiter Ableitung entscheidet der Vorzeichenwechsel der ersten Ableitung.
Typische Fehler
Aktive Wiederholung
Bestimme die lokalen Extrema von und klassifiziere sie mit der zweiten Ableitung.
Aktiv abrufen
Erinnere dich an die Kernpunkte — dann aufdecken.
Quellen: IQS Kurvendiskussion AHS (IQS)
f(x)=x³-3x² - Extrema und Wendepunkt
Schlüsselgleichungen der Kurvendiskussion
Diskutiere (Nullstellen, Extrema, Wendepunkt).
(doppelt) und .
und ; liefert Hochpunkt bei , Tiefpunkt bei .
, Wendepunkt .
Ergebnis: Nullstellen und , Hochpunkt , Tiefpunkt , Wendepunkt .
Beginne jede Kurvendiskussion mit Definitionsbereich und Achsenschnittpunkten.
Die erste Ableitung liefert Extrema und Monotonie, die zweite Wendepunkte und Krümmung.
Führe alle Ergebnisse zu einer konsistenten Skizze zusammen.
Typische Fehler
Aktive Wiederholung
Führe eine vollständige Kurvendiskussion von durch.
Aktiv abrufen
Erinnere dich an die Kernpunkte — dann aufdecken.
Quellen: Mathago Kurvendiskussion (Mathago)
Belege & Quellen