Extremwertprobleme und Schnittpunktanalyse
Die Analyse von Extremwertprobleme mit Nebenbedingungen lösen erfordert ein systematisches Vorgehen. Bei Funktionsscharen der Form fax = x³ - ax² - x + a müssen wir zunächst die gemeinsamen Punkte aller Funktionsgraphen identifizieren.
Merke: Bei der Gleichsetzung zweier Funktionen fa₁x = fa₂x können wir durch geschicktes Umformen oft auf quadratische Gleichungen kommen, die uns die x-Koordinaten der Schnittpunkte liefern.
Die Bestimmung der Hochpunkte erfolgt durch die Analyse der ersten Ableitung und der zugehörigen y-Koordinaten. Dabei ergeben sich häufig symmetrische Punktepaare wie S₁−1,0 und S₂1,0, die für die geometrische Interpretation der Funktionsschar von Bedeutung sind.
Ein besonderes Augenmerk liegt auf der Untersuchung der Schnittpunkte verschiedener Funktionen der Schar. Durch das Gleichsetzen und anschließende Umformen bis auf eine Variable x können wir die gemeinsamen Punkte aller Funktionen der Schar bestimmen. Dies führt oft zu der Erkenntnis, dass jede Wurzel zwei Lösungen besitzt, was geometrisch interpretiert werden kann.