Aber wie verhält es sich mit den Werten in unmittelbarer Nähe des Sattelpunktes? f(x SP -h) < f(x SP) < f(x SP +h) Obwohl die Ableitung an der Stelle x SP den Wert null annimmt, liegt hier kein lokales Extremum vor. Das wird auch am Graphen der Ableitungsfunktion deutlich. Der Graph von f' schneidet die x-Achse nicht, sondern berührt sie nur. Der Graph von f' geht nicht in den negativen Bereich. Wir sagen: "bei f' liegt kein Vorzeichenwechsel " vor. f' hat an dieser Stelle einen Extremwert. Wenn f' an der Stelle x SP einen Extremwert hat, dann muss die Ableitung von f' den Wert Null annehmen. Die Ableitung von f' ist f'' bzw. die zweite Ableitung von f. Lokale Extremstellen. Wenn wir die 2. Ableitung an den anderen Extremwerten betrachten, dann stellen wir fest: f'(x E1)= 0 und f''(x E1) > 0 ⇒ lokales Minimum f'(x E2)= 0 und f''(x E2) < 0 ⇒ lokales Maximum f'(x SP)= 0 und f''(x SP) = 0 ⇒ kein Extremwert Damit können wir die Bedingungen für Extremwerte formulieren: x E ist lokale Extremstelle von f, wenn f'(x E) = 0 (notwendige Bedingung) und f'(x E) = 0 ∧ f''(x E) ≠0 (hinreichende Bedingung) Ist f''(x E) > 0, dann liegt ein lokales Minimum vor.
Daraus wird die hinreichende Bedingung abgeleitet. Für einen Hochpunkt ist die zweite Ableitung immer negativ, für einen Tiefpunkt immer positiv. Zusammen gefasst ergibt sich als hinreichende Bedingung, dass die zweite Ableitung nicht Null sein darf. Merke Hier klicken zum Ausklappen f``(x)$ \neq $0, für f´´(x) > 0 -> TP, für f´´(x) < 0 -> HP Expertentipp Hier klicken zum Ausklappen Es gibt Sonderfälle, bei denen du solange x in weitere Ableitungen der Ursprungsfunktion einsetzen musst, damit die Bedingungen erfüllt sind, die du gerade gelernt hast. So erhälst du bei der Funktion $f(x)=x^4$ erst ab der vierten Ableitung die Lösung $f````(0)=24$. Damit ist die Bedingung erfüllt, dass das Ergebnis einer Ableitung größer null ist, und somit ein Tiefpunkt vorliegt. Da die Bedingung f``(x)$ \neq $0 nicht erfüllt ist, bezeichnet man den Tiefpunkt auch als Sattelpunkt, da f``(x)=0 ist.
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