Zweite Ableitung f´´(x)
usw.
Es gibt für natürlich unendlich viele Lösungen, da die Kosinus-Funktion
eine periodische Funktion ist. Sie hat die Periodenlänge
;d.h. der Verlauf des Graphen wiederholt sich immer wieder nach
. Das können wir ausnutzen, um die Lösungen kompakt zusammenzufassen. Wir nehmen nur die ersten beiden Werte
und
, also diejenigen Werte, die innerhalb der ersten Periode
liegen, und schreiben jeweils
dahinter. k stellt dabei eine beliebige ganze Zahl dar;sie entspricht praktisch der Anzahl der vollen Umdrehungen am Einheitskreis. (Würde man im Gradmaßund nicht im Bogenmaß rechnen, müsste man statt
entsprechend
schreiben.
entspricht bekanntlich
.) Es gilt somit:
Der Zusatz drückt dabei aus, dass sich im Abstand von
immer wieder eine Nullstelle der Kosinus-Funktion befindet. Für
ergeben sich die oben schon aufgeführten Lösungen
und
. Für
ergeben sich die oben ebenfalls schon gezeigten Lösungen
und
. Für
erhält man die oben noch nicht gezeigten, weiteren Lösungen
und
. So könnte man nun der Reihe nach andere, ganze Zahlen für k einsetzen und man erhielte so alle Lösungen der Gleichung
. Der Zusatz
stellt somit sicher, dass man wirklich alle Lösungen der Gleichung
mit
beschreibt.
Wir müssen hier allerdings die Gleichung lösen und nicht
. Das ist aber kein Problem.
entspricht einfach dem u. Daher muss gelten:
Wir müssen diese Gleichungen nun nach x auflösen. Wir dividieren daher durch bzw. multiplizieren mit dem Kehrwert
. So erhalten wir:
Nun gilt es die angegebene Definitionsmenge zu beachten. Die gesuchten x-Koordinaten der Extrema müssen innerhalb dieses Intervalls liegen. Wir setzen für k einfach der Reihe nach die Zahlen 0, 1, 2 … ein und schauen, ob die jeweiligen Ergebnisse im Bereich
liegen. Alle anderen Werte können wir vergessen.
Für
Für und für
würden sich Werte ergeben, die nicht mehr innerhalb der Definitionsmenge
liegen. Daher sparen wir uns die Arbeit.
Als nächstes berechnen wir die zugehörigen y-Koordinaten. Dazu setzen wir die soeben ermittelten x-Koordinaten und
jeweils in die Funktionsgleichung
ein.
Nun kennen wir die Koordinaten aller Punkte mit waagrechten Tangenten, die in der angegebenen Definitionsmenge liegen.