Zusammenfassung – Kriterien für Wendepunkte und Krümmung
Wendepunkte einer Funktion
Die Krümmung eines Funktionsgraphen ist direkt mit dem Steigen und Fallen der zugehörigen Ableitungsfunktion verknüpft.
Zum Herunterladen: kruemmung.ggb
Wendepunkte sind die Punkte eines Funktionsgraphen, in denen sich das Krümmungsverhalten von linksgekrümmt in rechtsgekrümmt oder umgekehrt verändert. Es besteht demnach folgender Zusammenhang.
Satz über Wendepunkte
Im Wendepunkt von Graph
Diese Zusammenhang ermöglicht es, Kriterien für Extrempunkte auf entsprechende Kriterien für Wendepunkte zu übertragen.
Notwendige Bedingung für Wendepunkte
Die Tabelle zeigt typische Situationen, wie der Graph einer Funktion
Situation 1 | Situation 2 | Situation 3 | Situation 4 |
Mit der notwendigen Bedingung für Hoch- und Tiefpunkte erhält man jetzt den folgenden Zusammenhang:
Eigenschaft von | Eigenschaft von | Eigenschaft von | ||
einen Wendepunkt. | | einen Extrempunkt. | | eine Nullstelle. |
Wir formulieren ihn als Satz
Notwendige Bedingung für Wendepunkte
Wenn
Eine hinreichende Bedingung für Wendepunkte
Das Applet zeigt eine Situation, in der im oberen Fenster die Ausgangsfunktion
Zum Herunterladen: wendepunktevorzeichenwechselkriterium.ggb
Mit dem Vorzeichenwechselkriterium für Hoch- und Tiefpunkte erhält man jetzt den folgenden Zusammenhang:
Eigenschaft von | Eigenschaft von | Eigenschaft von | ||
eine Nullstelle mit einem Vorzeichenwechsel | | einen Hoch- oder Tiefpunkt | | einen Wendepunkt |
Man erhält somit das folgende Vorzeichenwechselkriterium für Wendepunkte.
Hinreichende Bedingung für Wendepunkte (Vorzeichenwechselkriterium):
Wenn
Hinreichende Bedingung für Krümmungsverhalten
Mit dem Monotoniesatz erhält man diese Folgerungsketten:
Eigenschaft von | Eigenschaft von | Eigenschaft von | ||
| | im Intervall | | Graph im Intervall |
| | im Intervall | | Graph im Intervall |
Hieraus ergeben sich eine hinreichende Bedingungen für das Krümmungsverhalten einer Funktion.
Hinreichende Bedingung für das Krümmungsverhalten
Wenn
Wenn