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Kurven & Geraden Berührpunkt: Aufgabe 1
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 16:37 Mi 19.01.2005
Autor: dersommer

Berechnen Sie a so, dass die Kurve mit der Gleichung f(x)=ax³ die gerade mit y=6x + 4 berührt. Berechnen Sie den Berührpunkt!

also... ich habe so angefangen:

1.   f(x)=ax³
      f´(x)=3ax²

2.   y=6x + 4
      y´=6

(also erstmal normale ableitungen gemacht)

3.   3ax²=6
      ax²=3

so, und da komm ich nicht mehr weiter... denk halt, dass man die aufgaben irgendwie gleichsetzen muss, bekomme dann aber auch nie a oder x weg, so das eines alleine steht.

plz help me :D

Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.

        
Bezug
Kurven & Geraden Berührpunkt: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 16:48 Mi 19.01.2005
Autor: Bastiane

Hallo dersommer!
Erstmal: [willkommenmr]

> Berechnen Sie a so, dass die Kurve mit der Gleichung
> f(x)=ax³ die gerade mit y=6x + 4 berührt. Berechnen Sie den
> Berührpunkt!
>  
> also... ich habe so angefangen:
>  
> 1.   f(x)=ax³
>        f´(x)=3ax²
>  
> 2.   y=6x + 4
>        y´=6
>  
> (also erstmal normale ableitungen gemacht)

[ok]

> 3.   3ax²=6
>        ax²=3

[notok] - hier ist dir wohl ein Flüchtigkeitsfehler oder ein Tippfehler unterlaufen, es muss natürlich [mm] ax^2=2 [/mm] heißen! ;-)
  

> so, und da komm ich nicht mehr weiter... denk halt, dass
> man die aufgaben irgendwie gleichsetzen muss, bekomme dann
> aber auch nie a oder x weg, so das eines alleine steht.

Also, ich vergesse leider immer wieder die Definition eines Berührpunktes (tja, wenn man das einmal nicht gelernt hat... ;-)). Aber der Funktionswert muss doch an einem Berührpunkt bei beiden Funktionen gleich sein, oder? Also musst du die Funktionen gleichsetzen und nicht die Ableitungen, also:
[mm] ax^3=6x+4 [/mm]
das könntest du jetzt schon mal nach x auflösen, dabei schleifst du das a einfach als Konstante mit (so wie die 4)

Und was dann für die zweite Ableitung gelten muss, weiß ich leider im Moment nicht, sorry. Wenn du eine Definition hast und sie mir mal schreibst, dann kann ich vielleicht weiterhelfen.

Viele Grüße
Bastiane
[cap]



Bezug
                
Bezug
Kurven & Geraden Berührpunkt: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 16:59 Mi 19.01.2005
Autor: informix

Hallo dersommer, hallo Bastiane!

>  
> > Berechnen Sie a so, dass die Kurve mit der Gleichung
> > f(x)=ax³ die gerade mit y=6x + 4 berührt. Berechnen Sie
> den
> > Berührpunkt!

1. Bedingung: Funktionsgraph und Gerade haben einen Punkt [mm] P_0 (x_0|y_0) [/mm] gemeinsam:
[mm] f(x_0) [/mm] = [mm] g(x_0) [/mm]
2. Bedingung: die Steigung stimmt bei [mm] P_0 [/mm] überein:
[mm] f'(x_0) [/mm] = [mm] g'(x_0) [/mm]

Die letzte Bedingung habt Ihr ja shcon genutzt - aber die erste?? viel näher liegende??
Kommt Ihr jetzt weiter?

> > also... ich habe so angefangen:
>  >  
> > 1.   f(x)=ax³
>  >        f´(x)=3ax²
>  >  
> > 2.   y=6x + 4
>  >        y´=6
>  >  
> > (also erstmal normale ableitungen gemacht)
>  [ok]
>  
> > 3.   3ax²=6
>  >        ax²=3
>  [notok] - hier ist dir wohl ein Flüchtigkeitsfehler oder
> ein Tippfehler unterlaufen, es muss natürlich [mm]ax^2=2[/mm]
> heißen! ;-)
>    
> > so, und da komm ich nicht mehr weiter... denk halt, dass
>
> > man die aufgaben irgendwie gleichsetzen muss, bekomme
> dann
> > aber auch nie a oder x weg, so das eines alleine steht.
>  
> Also, ich vergesse leider immer wieder die Definition eines
> Berührpunktes (tja, wenn man das einmal nicht gelernt
> hat... ;-)). Aber der Funktionswert muss doch an einem
> Berührpunkt bei beiden Funktionen gleich sein, oder? Also
> musst du die Funktionen gleichsetzen und nicht die
> Ableitungen, also:
>  [mm]ax^3=6x+4 [/mm]
>  das könntest du jetzt schon mal nach x auflösen, dabei
> schleifst du das a einfach als Konstante mit (so wie die
> 4)
>  
> Und was dann für die zweite Ableitung gelten muss, weiß ich
> leider im Moment nicht, sorry. Wenn du eine Definition hast
> und sie mir mal schreibst, dann kann ich vielleicht
> weiterhelfen.
>  
> Viele Grüße
>  Bastiane
>  [cap]
>  
>
>  

Bezug
                        
Bezug
Kurven & Geraden Berührpunkt: Danke und meine Lösung...
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 17:17 Mi 19.01.2005
Autor: Bastiane

Hallo informix!
> > > Berechnen Sie a so, dass die Kurve mit der Gleichung
>
> > > f(x)=ax³ die gerade mit y=6x + 4 berührt. Berechnen Sie
>
> > den
> > > Berührpunkt!
>  
> 1. Bedingung: Funktionsgraph und Gerade haben einen Punkt
> [mm]P_0 (x_0|y_0)[/mm] gemeinsam:
>  [mm]f(x_0)[/mm] = [mm]g(x_0) [/mm]
>  2. Bedingung: die Steigung stimmt bei [mm]P_0[/mm] überein:
>  [mm]f'(x_0)[/mm] = [mm]g'(x_0) [/mm]

Danke, also war das doch gar nicht so was kompliziertes, das könnte ich mir ja für die Zukunft fast merken... ;-)
Naja, ich habe da jetzt mal ein bisschen rumgerechnet (fragt mich nicht wie) und ich erhalte für a=2 eine sinnvolle Lösung. Dann ist:
[mm] f(x)=2x^3 [/mm]
g(x)=6x+4 (ich hab das jetzt einfach mal g(x) genannt... ;-))
[mm] f'(x)=6x^2 [/mm]
g'(x)=6
x=-1, denn:
f(-1)=-2=g(-1)
f'(-1)=6=g'(-1)

Stimmt das soweit? Oder kann es sogar mehrere Lösungen geben? (Ich habe nämlich auf meinem Schmierzettel noch so ein paar komische anderen "Lösungen", weil die Vorzeichen teilweise variieren können, aber da kam dann am Ende nichts wirklich Gescheites mehr raus, glaube ich jedenfalls).

Viele Grüße
Bastiane
[cap]



Bezug
                                
Bezug
Kurven & Geraden Berührpunkt: Antwort
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 17:45 Mi 19.01.2005
Autor: dersommer

habs endlich raus bekommen :D

1.

f(x)=ax³
f'(x)=3ax²

y=6x+4
y'=6

2.

I. f'(x)=y'
   3ax²=6

II. f(x)=y
    ax³=6x + 4

3.

I' 3ax²=6
   a= (2/x²)

I' -> II (2/x²) * x³=6x + 4
           -4x=4
            x=-1

4.

y=6 * (-1) + 4
y=-2

B(-1/-2)

5.

a=(2/x²)=(2/{-1}²)=2

6.

f(x)=2x³



vielen dank für eure hilfe, hätte das sonst nie hinbekommen :D

grüße steffen

Bezug
                                        
Bezug
Kurven & Geraden Berührpunkt: Na klar!
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 18:27 Mi 19.01.2005
Autor: Youri

Hey Steffen!

> vielen dank für eure hilfe, hätte das sonst nie hinbekommen
> :D

Na, nun stell mal Dein Licht nicht so unter'n Scheffel! :-)

Viel Spaß weiterhin - [huepf]


Lieben Gruß,
Andrea.

Bezug
                
Bezug
Kurven & Geraden Berührpunkt: Mitteilung
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:07 Mi 19.01.2005
Autor: dersommer

dadurch, dass das eine eine kurve ist und das andere eine gerade muss doch die gerade, die die kurve berührt eine tangente sein oder?

aber dazu gibt es leider keine definition in meinem tafelwerk :(



Bezug
                        
Bezug
Kurven & Geraden Berührpunkt: ja....
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 17:39 Mi 19.01.2005
Autor: Youri


> dadurch, dass das eine eine kurve ist und das andere eine
> gerade muss doch die gerade, die die kurve berührt eine
> tangente sein oder?

Klingt logisch. [ok]
Da die Gerade die Tangente in dem Punkt ist, stimmt ja auch die Steigung der Geraden mit der Steigung der Funktion in dem Punkt überein.
  

> aber dazu gibt es leider keine definition in meinem
> tafelwerk :(

Was fehlt Dir denn noch?
Informix und Bastiane haben Dir doch die Vorgehensweise erläutert - und Du warst ja selbst auf dem absolut richtigen Weg.
Nur die eigentlich einfachere Bedingung - der gemeinsame Punkt - hast Du gar nicht genutzt.
Wenn Du das aber machst, hast Du zwei Gleichungen für zwei Unbekannte - das kannst Du :-)

Lieben Gruß,
Andrea.


Bezug
                                
Bezug
Kurven & Geraden Berührpunkt: antwort
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 17:47 Mi 19.01.2005
Autor: dersommer

habs jetz ja schon :D

Bezug
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