Erläuterung:
Aussage 1: \(\enspace \)Eine ganzrationale Funktion zweiten Grades kann keine Wendepunkte haben.
\(\qquad\) | Wir bilden die ersten beiden Ableitungen einer ganzrationalen Funktion zweiten Grades: \(f(x)=ax^2+bx+c\qquad\) mit \(a\ne 0\), da ansonsten die Funktion nicht quadratisch wäre \(f'(x)=2ax+b\) \(f''(x)=2a\) Voraussetzung für einen Wendepunkt ist, dass die zweite Ableitung \(f''(x)=2a\) den Wert \(0\) annimmt. Dies ist nicht möglich, da \(a\ne 0\). Die Funktion hat deshalb keinen Wendepunkt. |
Aussage 2: \(\enspace \)Eine ganzrationale Funktion dritten Grades hat stets genau einen Wendepunkt.
\(\qquad\) | Wir bilden die ersten drei Ableitungen einer ganzrationalen Funktion dritten Grades: \(f(x)=ax^3+bx^2+cx+d\qquad\) mit \(a\ne 0\), da ansonsten die Funktion nicht kubisch wäre \(f'(x)=3ax^2+2bx+x\) \(f''(x)=6ax+2b\) \(f'''(x)=6a\) Voraussetzung für einen Wendepunkt ist, dass die zweite Ableitung \(f''\) den Wert \(0\) annimmt: \(6ax+2b=0\) \(x=\dfrac{-2b}{6a}=-\dfrac{b}{3a}\) Da \(a\ne 0\), gibt es immer genau einen Kandidaten für eine mögliche Wendestelle. Wir müssen noch überprüfen, ob die dritte Ableitung \(f'''(x)=6a\) an der Wendestelle ungleich \(0\) ist. Da \(a\ne 0 \), ist die dritte Ableitung immer ungleich \(0\), und mit \(x=-\frac{b}{3a}\) ist die einzige Wendestelle der Funktion gefunden. |