Krümmungsverhalten und Extremstellen berechnen
Das Krümmungsverhalten einer Funktion zeigt, wie sich ihr Graph "biegt". Es verändert sich an den Extremstellen der ersten Ableitung, also an den Nullstellen der zweiten Ableitung. Bei positiver zweiter Ableitung (f′′(x)>0) ist der Graph linksgekrümmt, bei negativer zweiter Ableitung (f′′(x)<0) ist er rechtsgekrümmt.
Um Hochpunkte und Tiefpunkte zu berechnen, musst du zwei Bedingungen prüfen:
- Ein Hochpunkt liegt vor, wenn f′(x)=0 und f′′(x)<0 ist
- Ein Tiefpunkt liegt vor, wenn f′(x)=0 und f′′(x)>0 ist
Wendepunkte sind Stellen, an denen sich das Krümmungsverhalten ändert. Ein Wendepunkt liegt vor, wenn f′′(x)=0 und f′′′(x)=0 ist. Der Funktionsgraph wechselt dort von links- zu rechtsgekrümmt oder umgekehrt.
💡 Merkhilfe: Bei der Krümmung berechnen hilft dir die Formel der zweiten Ableitung. Ist f′′(x)=0, kann sich das Krümmungsverhalten ändern, muss aber nicht - überprüfe mit der dritten Ableitung, ob tatsächlich ein Wendepunkt vorliegt!
Beispielsweise bei f(x)=x3−4x2+2:
- Berechne Nullstellen der ersten Ableitung: f′(x)=3x2−8x=0 → x=0 oder x=38
- Setze diese in die zweite Ableitung f′′(x)=6x−8 ein:
- f′′(0)=−8<0 → Hochpunkt bei (0∣2)
- f′′(38)=8>0 → Tiefpunkt bei (38∣−2764)