Minimum, Maximum oder Terrassenpunkt?Für diese Punktarten gilt: Die Funktion hat bei diesen Punkten eine waagerechte
Tangente [mehr dazu],
. die Steigung ist in diesem Punkt null.
Man findet diese Punkte also, indem man die erste
Ableitung [mehr dazu] der Funktion null setzt.
Ansatz: 0
Um welche Art von Punkt handelt es sich?1.
Möglichkeit: Vorzeichen der Ableitung [mehr dazu]In der Umgebung um den Punkt kann es verschiedene Verläufe der
Ableitung [mehr dazu] geben:
Vorsicht: gilt nur bei stetigen Funktionen
Die Funktion
hat bei
ein Minimum.
Die Funktion
hat bei
ein Maximum.
Die Funktion
hat bei
einen Terrassenpunkt.
Die Funktion
hat bei
einen Terrassenpunkt.
2.
Möglichkeit: KrümmungsverhaltenDas Krümmungsverhalten
kann bei vielen stetigen Funktionen bereits helfen herauszufinden, um welche Art von Punkt es sich handelt.
Ansatz: Setze die
Nullstellen [mehr dazu] der ersten
Ableitung [mehr dazu] in die zweite
Ableitung [mehr dazu] ein und interpretiere das Ergebnis.
steht stellvertretend für eine Nullstelle der ersten
Ableitung [mehr dazu])
und so hat die Funktion bei ein (lokales) Maximum, da sie bei rechtsgekrümmt ist.
und so hat die Funktion bei ein (lokales) Minimum, da sie bei linksgekrümmt ist.
Die unten abgebildete Funktion
hat bei
ein lokales Maximum und bei
ein lokales Minimum.
In Fällen, in denen gilt: f'(x_0)und
versagt dieses Kriterium, da hier eine mehrfache Nullstelle der ersten
Ableitung [mehr dazu] vorliegt und somit evtl. der Vorzeichenwechsel fehlt (Beispiel:
).
Lokale und globale Minima bzw. MaximaEin globales Maximum ist der höchste Punkt eines Funktionsgraphen. Kein anderer Punkt ist höher bzw. gleich hoch.
Ein lokales Maximum (Hochpunkt) ist nicht der höchste Punkt eines Funktionsgraphen, aber in seiner Umgebung der höchste. Die Funktion nimmt noch höhere Funktionswerte an.
Die abgebildete Funktion
hat bei
ein globales Maximum und bei
ein lokales Maximum.
Ein globales Minimum ist der tiefste Punkt eines Funktionsgraphen. Kein anderer Punkt ist niedriger bzw. gleich hoch.
Ein lokales Minimum (Tiefpunkt) ist nicht der tiefste Punkt eines Funktionsgraphen, aber in seiner Umgebung der niedrigste. Die Funktion nimmt noch niedrigere Funktionswerte an.
Die abgebildete Funktion
hat bei
ein globales Minimum und bei
ein lokales Minimum.