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Ein Blick auf die Kriterien einer Kurvendiskussion

Im Dokument 1 Vorlesungszyklus -Maus (Seite 117-137)

Kriterien auf dem Prüfstand

Ein Blick auf die Kriterien

Kriterien auf dem Prüfstand: Übersicht

Kriterien auf dem Prüfstand: Monotoniekriterium

Das Monotoniekriterium

• Eine auf einem Intervall

• differenzierbare Funktion

• mit überall positiver Ableitung

• ist dort streng monoton wachsend.

Kriterien auf dem Prüfstand: Monotoniekriterium

Das Monotoniekriterium

• Eine auf einem Intervall

• differenzierbare Funktion

• mit überall positiver Ableitung

• ist dort streng monoton wachsend.

Merke:

Dieser Satz ist ein globaler Satz.

Kriterien auf dem Prüfstand: Monotoniekriterium

Das Monotoniekriterium Was bedeutet „globaler Satz“?

• Eine auf einem Intervall

• differenzierbare Funktion

• mit überall positiver Ableitung

• ist dort streng monoton wachsend.

Merke:

Dieser Satz ist ein globaler Satz.

Kriterien auf dem Prüfstand: Monotoniekriterium

Das Monotoniekriterium Was bedeutet „globaler Satz“?

• Eine auf einem Intervall Ein wenig anders formuliert:

• differenzierbare Funktion

• mit überall positiver Ableitung Wenn nachgewiesen ist, dass eine Funktion an jeder Stelle eines Intervalls eine positive Ableitung besitzt,

• ist dort streng monoton wachsend.

Merke:

Dieser Satz ist ein globaler Satz.

Kriterien auf dem Prüfstand: Monotoniekriterium

Das Monotoniekriterium Was bedeutet „globaler Satz“?

• Eine auf einem Intervall Ein wenig anders formuliert:

• differenzierbare Funktion

• mit überall positiver Ableitung Wenn nachgewiesen ist, dass eine Funktion an jeder Stelle eines Intervalls eine positive Ableitung besitzt,

• ist dort streng monoton wachsend.

dann ist gewiss, dass sie auf diesem Intervall streng monoton steigend ist.

Merke:

Dieser Satz ist ein globaler Satz.

Kriterien auf dem Prüfstand: Monotoniekriterium

Das Monotoniekriterium Was bedeutet „globaler Satz“?

• Eine auf einem Intervall Ein wenig anders formuliert:

• differenzierbare Funktion

• mit überall positiver Ableitung Wenn nachgewiesen ist, dass eine Funktion an jeder Stelle eines Intervalls eine positive Ableitung besitzt,

• ist dort streng monoton wachsend.

dann ist gewiss, dass sie auf diesem Intervall streng monoton steigend ist.

Merke:

Dieser Satz ist ein globaler Satz.

Eine triviale Aussage?

Kriterien auf dem Prüfstand: Monotoniekriterium

Das Monotoniekriterium Was bedeutet „globaler Satz“?

• Eine auf einem Intervall Ein wenig anders formuliert:

• differenzierbare Funktion

• mit überall positiver Ableitung Wenn nachgewiesen ist, dass eine Funktion an jeder Stelle eines Intervalls eine positive Ableitung besitzt,

• ist dort streng monoton wachsend.

dann ist gewiss, dass sie auf diesem Intervall streng monoton steigend ist.

Merke:

Dieser Satz ist ein globaler Satz.

Eine triviale Aussage? JA!

Kriterien auf dem Prüfstand: Monotoniekriterium

Das Monotoniekriterium Was bedeutet „globaler Satz“?

• Eine auf einem Intervall Ein wenig anders formuliert:

• differenzierbare Funktion

• mit überall positiver Ableitung Wenn nachgewiesen ist, dass eine Funktion an jeder Stelle eines Intervalls eine positive Ableitung besitzt,

• ist dort streng monoton wachsend.

dann ist gewiss, dass sie auf diesem Intervall streng monoton steigend ist.

Merke:

Dieser Satz ist ein globaler Satz.

Eine triviale Aussage? JA!

Oder Merke dies:

Dieser Satz ist kein lokaler Satz. In diesem Sachzusammenhang gilt aber:

Der Wert des Merksatzes liegt nicht darin, was er sagt,

Kriterien auf dem Prüfstand: Monotoniekriterium

Das Monotoniekriterium Was bedeutet in diesem Zusammenhang „lokal“?

• Eine auf einem Intervall „Lokal“ wird hier im Sinne von „an einer Stelle“

verwendet.

• differenzierbare Funktion

• mit überall positiver Ableitung

• ist dort streng monoton wachsend.

Merke:

Dieser Satz ist ein globaler Satz.

Oder Merke dies:

Dieser Satz ist kein lokaler Satz.

Kriterien auf dem Prüfstand: Monotoniekriterium

Das Monotoniekriterium Warum ist der Satz nicht lokal?

• Eine auf einem Intervall

• differenzierbare Funktion

• mit überall positiver Ableitung

• ist dort streng monoton wachsend.

Merke:

Dieser Satz ist ein globaler Satz.

Oder Merke dies:

Dieser Satz ist kein lokaler Satz.

Kriterien auf dem Prüfstand: Monotoniekriterium

Das Monotoniekriterium Warum ist der Satz nicht lokal?

• Eine auf einem Intervall Die Intuition lässt vielleicht dieses vermuten:

• differenzierbare Funktion Wenn die Ableitung einer Funktion an einer Stelle x0 positiv ist,

• mit überall positiver Ableitung

• ist dort streng monoton wachsend. dann existier t eine genügend kleine Umgebung von x0 (also ein Intervall, welches x0 enthält),

Merke: in der die Funktion streng monoton wächst:

Dieser Satz ist ein globaler Satz.

Oder Merke dies:

Dieser Satz ist kein lokaler Satz.

Kriterien auf dem Prüfstand: Monotoniekriterium

Das Monotoniekriterium Warum ist der Satz nicht lokal?

• Eine auf einem Intervall Die Intuition lässt vielleicht dieses vermuten:

• differenzierbare Funktion Wenn die Ableitung einer Funktion an einer Stelle x0 positiv ist,

• mit überall positiver Ableitung

• ist dort streng monoton wachsend. dann existier t eine genügend kleine Umgebung von x0 (also ein Intervall, welches x0 enthält),

Merke: in der die Funktion streng monoton wächst:

Dieser Satz ist ein globaler Satz.

Oder Merke dies:

Dieser Satz ist kein lokaler Satz.

Kriterien auf dem Prüfstand: Monotoniekriterium

Das Monotoniekriterium Warum ist der Satz nicht lokal?

• Eine auf einem Intervall Wie könnte nun ein Funktionsgraph aussehen,

• differenzierbare Funktion der an einer Stelle x0 eine positive Ableitung besitzt,

• mit überall positiver Ableitung zu der es aber keine noch so kleine Umgebung gibt,

• ist dort streng monoton wachsend. in der die Funktion streng monoton wächst?

Merke: (Die Funktionsgleichung ist nicht von Interesse.) Dieser Satz ist ein globaler Satz.

Oder Merke dies:

Dieser Satz ist kein lokaler Satz.

Kriterien auf dem Prüfstand: Monotoniekriterium

Das Monotoniekriterium Warum ist der Satz nicht lokal?

• Eine auf einem Intervall

• differenzierbare Funktion

• mit überall positiver Ableitung

• ist dort streng monoton wachsend.

Merke:

Dieser Satz ist ein globaler Satz.

Oder Merke dies:

Dieser Satz ist kein lokaler Satz. Der Graph oszilliert umso schneller, je mehr er sich der Stelle x0 = 0 nähert.

Kriterien auf dem Prüfstand: Monotoniekriterium

Das Monotoniekriterium Warum ist der Satz nicht lokal?

• Eine auf einem Intervall

• differenzierbare Funktion

• mit überall positiver Ableitung

• ist dort streng monoton wachsend.

Merke:

Dieser Satz ist ein globaler Satz.

Oder Merke dies:

Dieser Satz ist kein lokaler Satz.

Kriterien auf dem Prüfstand: Monotoniekriterium

Das Monotoniekriterium Warum ist der Satz nicht lokal?

• Eine auf einem Intervall

• differenzierbare Funktion

• mit überall positiver Ableitung

• ist dort streng monoton wachsend.

Merke:

Dieser Satz ist ein globaler Satz.

Oder Merke dies:

Dieser Satz ist kein lokaler Satz. Die Funktion besitzt aber eine andere nützliche

Eigenschaft: f wächst beim Durchgang durch die Stelle x . Es gilt folgender Satz:

Kriterien auf dem Prüfstand: Monotoniekriterium

Das Monotoniekriterium Lokale Trennungseigenschaft

• Eine auf einem Intervall • Besitzt f an der Stelle x0 eine positive Ableitung,

• differenzierbare Funktion • so existiert eine hinreichend kleine Umgebung,

• mit überall positiver Ableitung • in der gilt:

• ist dort streng monoton wachsend. • alle Funktionswerte links von x0 sind kleiner und

• alle Funktionswerte rechts von x0 sind größer

Merke: • als f(x0).

Dieser Satz ist ein globaler Satz.

Merke:

Dieser Satz ist ein lokaler Satz.

Kriterien auf dem Prüfstand: Monotoniekriterium

Das Monotoniekriterium Lokale Trennungseigenschaft

• Eine auf einem Intervall • Besitzt f an der Stelle x0 eine positive Ableitung,

• differenzierbare Funktion • so existiert eine hinreichend kleine Umgebung,

• mit überall positiver Ableitung • in der gilt:

• ist dort streng monoton wachsend. • alle Funktionswerte links von x0 sind kleiner und

• alle Funktionswerte rechts von x0 sind größer

Merke: • als f(x0).

Dieser Satz ist ein globaler Satz.

Merke:

Dieser Satz ist ein lokaler Satz.

(Analoges gilt für eine negative Ableitung.)

Kriterien auf dem Prüfstand: lokale Extrema

Im Dokument 1 Vorlesungszyklus -Maus (Seite 117-137)