Mathe1.895Aktualisiert 13. Sept. 20262 Seiten

Tipps für die Mathe-Abi-Prüfung: Teil Analysis

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In der Mathematik-Abiturprüfung musst du oft mit Exponentialfunktionen arbeiten. Diese Aufgabe zeigt dir, wie du mit der Funktion f(x) = (1-4x) · e^(-4x) umgehst - von Nullstellen bis hin zu Flächenberechnungen.
Mathe mündliche Prüfung Analysis – Seite 1

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Aufgabenteil a) - Nullstellen, Extrempunkte und Stammfunktion

Bei dieser Exponentialfunktion fxx = 1−4x1-4x · e^−4x-4x musst du systematisch vorgehen. Für die Nullstelle setzt du fxx = 0 - da e^−4x-4x nie null wird, muss 1−4x1-4x = 0 sein, also x = 0,25.

Der globale Extrempunkt lässt sich über die erste Ableitung f'xx = -42−4x2-4x · e^−4x-4x finden. Setze f'xx = 0 und du erhältst x = 0,5 als Extremstelle.

💡 Merktipp: Bei Produkten aus Polynom und e-Funktion wird oft die Produktregel für die Ableitung benötigt!

Die Stammfunktion Fxx = xe^−4x-4x kannst du durch Ableiten überprüfen. Mit der Produktregel erhältst du genau fxx zurück.

Mathe mündliche Prüfung Analysis – Seite 2

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Aufgabenteil b) - Flächenberechnungen und Optimierung

Die Flächenberechnung im ersten Quadranten erfolgt über das Integral von 0 bis 0,25. Da fxx in diesem Bereich positiv ist, entspricht ∫₀^(0,25) fxx dx der gesuchten Fläche A_f ≈ 0,09 FE.

Für u > 0,25 gilt ∫₀^u fxx dx < A_f, weil fxx für x > 0,25 negativ wird. Das Integral wird dadurch kleiner statt größer.

💡 Praxistipp: Negative Funktionswerte verkleinern das Integral - achte immer auf das Vorzeichen!

Bei der Rechteckoptimierung bildest du die Zielfunktion Arr = r · frr für den Flächeninhalt. Durch Ableiten und Nullsetzen findest du den optimalen Punkt P, der das Rechteck mit maximalem Flächeninhalt ergibt.

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