Betrachten Sie die Funktion:
$$f(x)=x^{3}-ax \qquad a\in\mathbb{R}$$
- Bestimmen Sie die stationären Punkte.
- Bestimmen Sie grafisch die Art der stationären Punkte.
- Bestimmen Sie analytisch die Art der stationären Punkte.
Hinweis
Machen Sie eine Fallunterscheidung für unterschiedliche Werte von $a$.
b. Wie die Aufgabe und die zugehörige Abbildung zeigt, kann eine
Funktion keinen, einen oder mehrere stationäre Punkte besitzen.
Bei der vorliegenden Funktion gibt es für $a<0$ keinen stationären
Punkt.
Für $a= 0$ ist der stationäre Punkt ein Wendepunkt.
Für $a>0$ ist der stationäre Punkt für negatives $x = -
\sqrt{{a\over 3}}$ ein Maximum und für $x = + \sqrt{{a\over 3}}$
ein Minimum.
c. Ob ein stationärer Punkt Maximum oder Minimum ist, wird mit
Hilfe der zweiten Ableitung bestimmt.
Ist ${d^{2}f \over dx^{2}} < 0$, so handelt es sich um ein
Maximum; ist ${d^{2}f \over dx^{2}} > 0$, so handelt es sich um
ein Minimum.
Ist ${d^{2}f \over dx^{2}} = 0$, so handelt es sich um einen
Wendepunkt. Somit legt dieses Ergebnis die Vermutung nahe, dass
ein Punkt, an dem $f'=0$ und $f''=0$ gilt, ein Wendepunkt ist. Die
nächste Aufgabe zeigt, dass die Verhältnisse so einfach nicht
sind.