102 Drittes Kapitel: Das Differenzieren algebraischer Ausdrücke.
0 und 2|. Nehmen wir nacheinander für x eine Reihe von Werten in diesem
Intervall an, so kommt 1 :
z y
0 0
t 14
1 18
H 15
2 8
H o
dy_
dx
Hn TT"
j positiv.
0
-H ,
-16
- 15 )
negativ.
Wenn man die Funktion y graphisch darstellt, so daß die Abszissen die
Schachtelhöhen, die Ordinaten die Schachtelinhalte durch Strecken veranschau
lichen, so findet man eine Kurve, die vom An
fangspunkt an steigt, da dy.dx zunächst
positive Werte hat. Für* = l ist die Steigung
der Tangente gleich Null. Hier ist der
Gipfel der Kurve. Für * > 1 wird die Steigung
negativ, d. h. die Kurve fällt, bis sie die x-
Aehse an der Stelle x = 2k trifft, siehe Fig. 71'-.
Allerdings haben wir dies alles noch nicht genau
bewiesen, da wir nur einige Stellen berechnet
haben. Um es zu tun, formen wir den Wert von
dy : dx etwas um. Die Stelle * — 1 ist besonders
bedeutsam, weil hier dy.dx gleich Null wird.
Wir können nun dy.dx so ausdrücken, daß * — 1 statt x vorkommt, also der
jenige Wert, der für x = 1 gleich Null ist. In der Tat, wenn wir in (8) statt
12./;- zunächst 12(x— l) 2 schreiben, ist dies fehlerhaft, nämlich um —24a; + 12
größer als 12x-, weshalb 24*— 12 noch addiert werden muß. Demnach kommt:
4*1 = 12 (* - 1)- + 24* - 12 - 52* + 40
dx
= 12 (* - l) 2 - 28 (* - 1) = 12 (* - 1)(* - 3 jL).
Da * zwischen 0 und 2U liegen muß, ist x — 3jr negativ. Dagegen ist * — 1
negativ für * kleiner als 1 und positiv für * größer als 1. Also für * zwischen
0 und 1 ist die Steigung positiv, für * zwischen 1 und 2-i- negativ. Für * = 1
hat die Kurve daher ihre höchste Stelle, d. h. für * = 1 ist y am größten. Dies
bedeutet: Die Schachtel wird den größten Inhalt haben, wenn man den Rand
gerade 1 cm hoch wählt. Der Inhalt ist dann N 18 ccm.
Schon früher, im 3. Beispiel auf S. 57, 58 und im 5. Beispiel auf
S. 60, 61 haben wir wie soeben solche Werte von x betrachtet,
für die eine Funktion y am größten wird. Untersuchen wir dies
jetzt ganz allgemein! Dabei nehmen wir an, die vorgelegte Funk
tion y = f (*) sei stetig, und Fig. 72 stelle ihre Bildkurve dar.
Ferner erinnern wir daran, daß die Kurve nach S. 35 stets so
1 y berechnet man dabei am bequemsten mittels (6), nicht mittels (7).
- Die ^-Einheit wählt man hier bedeutend kleiner als die «-Einheit, weil
die ¿/-Werte so groß sind.