Krümmungsverhalten und wichtige Punkte einer Funktion
Das Krümmungsverhalten einer Funktion zeigt, wie sich ihr Graph biegt. Die 2. Ableitung ist hierfür entscheidend: Bei f′′(x)>0 ist der Graph linksgekrümmt (positiv), bei f′′(x)<0 rechtsgekrümmt (negativ). An Nullstellen der 2. Ableitung kann sich die Krümmung ändern, muss aber nicht – zur sicheren Überprüfung verwenden wir die 3. Ableitung.
Um Extremstellen zu berechnen, nutzen wir einen einfachen Prozess: Erst finden wir die Nullstellen der 1. Ableitung. Dann prüfen wir mit der 2. Ableitung, ob es sich um einen Hochpunkt (f′′(x)<0) oder Tiefpunkt $f''(x > 0)handelt.BeiunseremBeispielfx = x^3 - 4x^2 + 2fu¨hrtdieszumHochpunktHP0∣2undTiefpunktTP8/3∣−64/27$.
Wendepunkte sind Stellen, an denen sich die Krümmung ändert. Mathematisch finden wir sie, wenn f′′(x)=0 und gleichzeitig f′′′(x)=0 ist. Im Beispiel f(x)=−0,05x3+1,2x2+2 berechnen wir die Nullstellen der 2. Ableitung und prüfen mit der 3. Ableitung, ob dort tatsächlich ein Wendepunkt vorliegt. Dies führt zu den Wendepunkten WP(2∣4,2) und WP(−2∣4,2).
Merkhilfe: Bei der Krümmung berechnen hilft die Formel: "Ist die 2. Ableitung null und die 3. Ableitung ungleich null, dann liegt ein Wendepunkt vor." Der Wechsel von Links- zu Rechtskrümmung (oder umgekehrt) macht den Rechts-Links-Wendepunkt aus!