$\text{f(x)}=$ $-\frac{1}{15}{x}^5-5x^3$

$\text{f'(x)}=$ $-\frac{1}{3}{x}^4-15x^2$

$\text{f(x)}=$ $-\frac{1}{2}{x}^5$

=>$\text{f'(x)}=$ $-\frac{5}{2}{x}^4$

f'(-1) = $-\frac{5}{2}\cdot {\left(-1\right)}^4$ = $-\frac{5}{2}\cdot 1$ = $-\frac{5}{2}$ ≈ -2.5

$\text{f(x)}=$ $4x^3-1$

=>$\text{f'(x)}=$ $12x^2+0$

= $12x^2$

f'(0) = $12\cdot 0^2$ = $12\cdot 0$ = 0

$\text{f(x)}=$ $-\frac{9}{4x}$

= $-\frac{9}{4}{x}^{-1}$

=> f'(x) = $\frac{9}{4}{x}^{-2}$

$\text{f'(x)}=$ $\frac{9}{4x^2}$

$\text{f(x)}=$ $-4x^4+\frac{1}{3}\sqrt{x}$

= $-4x^4+\frac{1}{3}{x}^{\frac{1}{2}}$

=> f'(x) = $-16x^3+\frac{1}{6}{x}^{-\frac{1}{2}}$

$\text{f'(x)}=$ $-16x^3+\frac{1}{6\sqrt{x}}$

$\text{f(x)}=$ $-5\cdot \sin \left(x\right)+3tx$

=>$\text{f'(x)}=$ $-5\cdot \cos \left(x\right)+3t$

Jetzt setzen wir x = $-\frac{1}{2}\pi$ in die Ableitungsfunktion f' ein:

= $-5\cdot \cos \left(\left(-\frac{1}{2}\pi \right)\right)+3t$
= $-5\cdot 0+3t$
= $3t$

Dieser Wert soll ja den Wert $3$ besitzen, also gilt:

Um den Steigungswinkel zu berechnen brauchen wir zuerst einmal die Tangentensteigung im Punkt P(-1|f(-1)).

Dazu leiten wir f erst ab und setzen dann x = -1 in die Ableitungsfunktion ein:

$\text{f(x)}=$ $-x^4-\frac{3}{2}{x}^3$

=>$\text{f'(x)}=$ $-4x^3-\frac{9}{2}{x}^2$

f'(-1) = $-4\cdot {\left(-1\right)}^3-\frac{9}{2}\cdot {\left(-1\right)}^2$ = $-4\cdot \left(-1\right)-\frac{9}{2}\cdot 1$ = $4-\frac{9}{2}$ = $-\frac{1}{2}$ ≈ -0.5

Für den Steigungswinkel α einer Geraden mit Steigung m gilt:

tan(α) = m.

Also können den Steigungswinkel α berechnen mit:

α = arctan(m) = arctan(f'(-1)) = arctan( $-\frac{1}{2}$)) ≈ -26.6°.

Wenn der Steigungswinkel α = -63.435° ist, muss die Steigung dieser Tangente m = tan(-63.435°) ≈ -2 betragen.

Wir suchen also die Stelle x₀, an der die Steigung der Tangente m = -2 ist.

Die Steigung der Tangente an einer Stelle x₀ können wir ja aber mit m = f'(x₀) berechnen, also muss f'(x₀) = -2 gelten.

Wir leiten somit f mit $\text{f(x)}=$ $\frac{3}{4}{x}^4+79x+2$ ab:

f'(x) = $3x^3+79$

Es muss gelten:

Die gesuchte Stelle ist somit x₀ ≈ -3.

f_t(0) = 0, also verläuft der Graph von f_t für jedes t durch den Ursprung O(0|0).

Für den Steigungswinkel α gilt ja:

tan(α)=m = $\frac{\mathrm{Gegenkathete}}{\mathrm{Ankathete}}$ = $\frac{\mathrm{y-Zuwachs}}{\mathrm{x-Zuwachs}}$

Wenn also im Ursprung der Steigungswinkel 78.69 ° beträgt, muss fü die Steigung im Ursprung gelten:

m = tan(78.69°) ≈ 5

Dieses m können wir ja aber auch in Abhängigikeit von t mit der Ableitungsfunktion f_t' bei x=0 berechnen:

$\text{f(x)}=$ $x^3+\frac{1}{2}tx$

=>$\text{f'(x)}=$ $3x^2+\frac{1}{2}t$

Jetzt setzen wir x = 0 in die Ableitungsfunktion f' ein:

= $3\cdot 0^2+\frac{1}{2}t$
= $\frac{1}{2}t$

Dieser Wert soll ja ungefähr 5 betragen, also gilt:

Als ganzzahligen Wert können wir somit t = 10 nehmen.

Um die Schnittpunkte zu berechnen, müssen wir einfach die beiden Funktionsterme gleichsetzen:

Diese Gleichung kann durch Substitution auf eine quadratische Gleichung zurückgeführt werden!

Setze u = $x^2$

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

Rücksubstitution:

u₁: $x^2$ = $1$

u₂: $x^2$ = $-2$

L={ $-1$; $1$}

Um den Schnittwinkel zu berechnen brauchen wir zuerst die Steigungswinkel der beiden Graphen im Schnittpunkt S( $1$|f( $1$)).

Dazu leiten wir die beiden Funktionen ab und setzen den x-Wert des Schnittpunkts x = $1$ in die Ableitungen ein um die Tangentensteigungen zu erhalten:

$\text{f'(x)}=$ $4x^3-2$, also gilt m_f = f'( $1$)= $4\cdot 1^3-2$ = $2$

$\text{g'(x)}=$ $-2x-2$, also gilt m_g = g'( $1$)= $-2\cdot 1-2$ = $-4$

Mit den Tangentsteigungen kann man nun die Steigungswinkel dieser Tangenten mit der Formel tan(α) = m = $\frac{\mathrm{y-Zuwachs}}{\mathrm{x-Zuwachs}}$

Somit gilt für den Steigungswinkel von f in S( $1$|f( $1$): α = arctan( $2$) ≈ 63.4°

und für den Steigungswinkel von g in S( $1$|g( $1$) gilt: β = arctan( $-4$) ≈ -76°

An der Skizze erkennt man schnell, dass man den Schnittwinkel als die Differenz des größeren (und damit oberen) Steigungswinkel minus den kleineren (unteren) berechnen kann.

γ = α - β = 63.4° - ( - 76 )° ≈ 139.4°

Die beiden Tangenten haben ja eigentlich zwei Schnittwinkel, die Nebenwinkel zueinander sind. Als Schnittwinkel wird im Normalfall immer der kleinere der beiden bezeichnet. Deswegen gilt für den Schnittwinkel γ* = 180° - 139.4° = 40.6° .

Um den Steigungswinkel zu berechnen brauchen wir zuerst einmal die Tangentensteigung im Punkt P(-2|f(-2)).

Dazu leiten wir f erst ab und setzen dann x = -2 in die Ableitungsfunktion ein:

$\text{f(x)}=$ $-\frac{1}{4}{x}^4+\frac{1}{2}{x}^2+7$

=>$\text{f'(x)}=$ $-x^3+x+0$

f'(-2) = $-{\left(-2\right)}^3-2$ = $-\left(-8\right)-2$ = $8-2$ = $6$

Für den Steigungswinkel α einer Geraden mit Steigung m gilt:

tan(α) = m.

Also können den Steigungswinkel α berechnen mit:

α = arctan(m) = arctan(f'(-2)) = arctan( $6$)) ≈ 80.5°.

Wenn der Steigungswinkel α = -71.565° ist, muss die Steigung dieser Tangente m = tan(-71.565°) ≈ -3 betragen.

Wir suchen also die Stelle x₀, an der die Steigung der Tangente m = -3 ist.

Die Steigung der Tangente an einer Stelle x₀ können wir ja aber mit m = f'(x₀) berechnen, also muss f'(x₀) = -3 gelten.

Wir leiten somit f mit $\text{f(x)}=$ $\frac{1}{2}{x}^4-x+7$ ab:

f'(x) = $2x^3-1$

Es muss gelten:

Die gesuchte Stelle ist somit x₀ ≈ -1.