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Für welche$$ x \in\mathbb{R} $$konvergiert die Reihe der geometrischen Folge$$ 1, \frac { x^2 }{ 10x-24 }, \left(\frac { x^2 }{ 10x-24 }\right)^2,\dots $$

Könnte mir bitte jemand helfen?

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Löse | x^2 /(10x - 24) | < 1 nach x auf.

Hier mal die Auflösung ohne Betragstriche.

x^2 /(10x - 24) - 1 < 0

x^2 / (10x -24) - (10x -24) / (10x -24) < 0

(x^2 - 10x + 24) / (10x - 24) < 0

((x -4)(x-6)) / (10x -24) < 0

(x-4) = 0 <==> x=4

(x-6) = 0 <==> x = 6

(10x - 24) = 0 <==> x = 2.4

Rechts von allen einfachen Nullstellen (Zähler und Nenner) ist der Quotient > 0.

Zwischen 4 und 6 kleiner als 0.

Und für x < 2.4 ist de Quotient auch kleiner als 0.

L = { x Element R | x<2.4 oder 4<x<6} 

Beziehe nun bei deiner Lösung noch den Betrag mit ein.

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Mit Berücksichtigung des Betrags:

Löse  | x2 /(10x - 24) | < 1 nach x auf.

-1 < x^2 / ( 10x- 24) < 1

Rechte Seite

x2 /(10x - 24) -1  < 0 

x2 / (10x -24) - (10x -24) / (10x -24) < 0

(x2 - 10x + 24) / (10x - 24) < 0

((x -4)(x-6)) / (10x -24) < 0

(x-4) = 0 <==> x=4

(x-6) = 0 <==> x = 6

(10x - 24) = 0 <==> x = 2.4

Rechts von allen einfachen Nullstellen (Zähler und Nenner) ist der Quotient > 0.

Zwischen 4 und 6 kleiner als 0.

Und für x < 2.4 ist de Quotient auch kleiner als 0.

L1 = { x Element R | x<2.4 oder 4<x<6} 

Linke Seite:

-1 < x^2 / ( 10x- 24)

Rechte Seite

0 < x2 /(10x - 24) + 1  

0 < x2 / (10x -24) + (10x -24) / (10x -24)

0 < (x2 + 10x - 24) / (10x - 24)

0 < ((x -2)(x+12)) / (10x -24)

(x-2) = 0 <==> x=2

(x+ 12) = 0 <==> x = -12

(10x - 24) = 0 <==> x = 2.4

Rechts von allen einfachen Nullstellen (Zähler und Nenner) ist der Quotient > 0.

Zwischen 2.4 und 2 kleiner als 0.

Und für -12 < x < 2 ist der Quotient auch grösser als 0.

L2 = { x Element R | x>2.4 oder -12<x<2} 

Nun L1 n L2

L = {x Element R | -12 < x < 2 oder 4<x<6 }

Herzlichen Dank für Deine ausführliche Antwort, Lu! Ich glaube, ich muss mir das Lösen von Ungleichungen zuerst nochmals anschauen, denn ich verstehe den Schritt von der vierten zur fünften Zeile noch nicht ganz. Ansonsten ist es eigentlich total schlüssig. Nur selber draufkommen, das müsste man erstmal können. :/

Meinst du dort, wo ich den Zähler faktorisiert habe?

Das ist der Satz von Vieta. (Es geht auch mit der pq-Formel oder mit der abc-Formel für quadratische Gleichungen.)

Und: Bitte. Gern geschehen!

Genau, dort, wo Du dann die Faktoren gleich Null setzt, um die Nullstellen zu eruieren. Das habe ich mittlerweile kapiert nach selbstständigem Durchdenken. (:

Jetzt bleibt aber noch das Fragezeichen bezüglich Deiner Interpretation. Wir haben jetzt also drei Werte für x. Nun schreibst Du, dass "rechts von allen einfachen Nullstellen der Quotient grösser 0 sei". Dies verstehe ich nicht ganz , meinst Du bitte damit, dass, wenn wir diese drei eruierten Werte grösser machen (zum Beispiel um 1) und dann an der richtigen Stelle im Bruch links einsetzen, dass dann der Quotient grösser als Null wird, was wir ja genau nicht wollen?

Folglich betrachten wir andere Möglichkeiten.

"Zwischen 4 und 6 kleiner als 0. 

Und für x < 2.4 ist de Quotient auch kleiner als 0."

Meinst Du bitte damit, dass Du zum Beispiel 5 in alle x einsetzt der Gleichung?


Schematisch:

(+ * +)  / +  > 0, das ist hier jeweils rechts vom grössten gefundenen x-Wert der Fall.

Wenn einer der Faktoren neg. ist, ist das Resultat neg.

Wenn zwei Faktoren neg. sind, ist das Resultat wieder pos. usw.

Merci für Deine Antwort. Ich versuche mal in eigenen Worten zusammenzufassen.

Ausgangslage: rechte Seite

$$ \frac { (x-4)(x-6) }{ 10x-24 } < 0$$

Ich setze mal probehalber etwas Grösseres ein, als die grösste gefundene Nullstelle, zum Beispiel 7.

$$ \frac { (7-4)(7-6) }{ 10\cdot7-24 } < 0$$

$$ \frac { 3\cdot1 }{ 70-24 } < 0$$

$$ \underline{\frac { 3 }{ 46 } \nless 0} $$

Ist dies bitte der Fall, denn Du mit "rechts von allen Nullstellen..." gemeint hast?
Nun setze ich mal probehalber die Grösste gefundene Nullstelle ein: 6.$$ \frac { (6-4)(6-6) }{ 10\cdot6-24 } < 0$$$$ \frac { 2\cdot0 }{ 60-24 } < 0$$$$ \frac { 0 }{ 36 } < 0 $$$$ \underline{0 \nless 0}$$Aha, 6 kann also keine mögliche Lösung sein, denn 0 ist nicht kleiner als 0.
Wie sieht es mit 5 aus?$$ \frac { (5-4)(5-6) }{ 10\cdot5-24 } < 0$$$$ \frac { 1\cdot(-1) }{ 50-24 } < 0$$$$ \frac { (-1) }{ 26 } < 0 $$$$ \underline{-\frac { 1 }{ 26 } < 0}\quad\checkmark $$Aha, mit 5 ist die Ungleichung erfüllt.
Mit 4:$$ \frac { (4-4)(4-6) }{ 10\cdot4-24 } < 0$$$$ \frac { 0\cdot(-2) }{ 40-24 } < 0$$$$ \frac { 0 }{ 16 } < 0 $$$$ \underline{0 \nless 0} $$Geht nicht.
Mit 3:$$ \frac { (3-4)(3-6) }{ 10\cdot3-24 } < 0$$$$ \frac { (-1)\cdot(-3) }{ 30-24 } < 0$$$$ \frac { 3 }{ 6 } < 0 $$$$ \underline{\frac{1}{2} \nless 0} $$Wieder nichts.
2.4 setz' ich erst gar nicht ein, denn an dieser Stelle kann die Gleichung nicht definiert sein.Also noch als letzten Test 2.$$ \frac { (2-4)(2-6) }{ 10\cdot2-24 } < 0$$$$ \frac { (-2)\cdot(-4) }{ 20-24 } < 0$$$$ \frac { 8 }{ (-4) } < 0 $$$$ \underline{-2 < 0}\quad\checkmark $$Yippieh, noch eine Lösung.
Gut, ich habe jetzt also "beide Seiten" der Nullstellen durchgetestet und bin so auf zwei mögliche Bereiche gestossen für die rechte Seite.Waren bitte meine Überlegungen richtig? Hast Du bitte selber auch so getestet, um die Aussage L zu formulieren?
P.S.: Entschuldige bitte, dass ich Dich quasi hier "vollspamme". Ich bin mir bei den Fallunterscheidungen nur noch nicht so sicher. :/

Und eine weitere, letzte Frage gibt es noch:

Gemäss MusterLösung muss zusätzlich x ungleich 0 sein. Das macht nun meiner Meinung nach aber überhaupt keinen Sinn, denn 0 ist in beiden betrachteten Fällen eine korrekte Zahl, die dazu führt, dass die Ungleichungen erfüllt werden. o.O

Waren bitte meine Überlegungen richtig? Ja. Das ist so richtig.Hast Du bitte selber auch so getestet, um die Aussage L zu formulieren? 

Das Ganze ist nicht so ausführlich nötig. Wenn du die Graphen von gebrochenrationalen Funktionen gut kennst, kannst du so was im Kopf.

Und eine weitere, letzte Frage gibt es noch:

Gemäss MusterLösung muss zusätzlich x ungleich 0 sein. Das macht nun meiner Meinung nach aber überhaupt keinen Sinn, denn 0 ist in beiden betrachteten Fällen eine korrekte Zahl, die dazu führt, dass die Ungleichungen erfüllt werden. o.O

Nein. x darf mE 0 sein. Es sei denn ihr benutzt bereits die Definitionen der Konvergenz für Mengen und nicht für Folgen und Reihen. Zumindest bei Häufungspunkten gibt's da 2 verschiedene Definitionen: https://de.wikipedia.org/wiki/Häufungspunkt#Folgenh.C3.A4ufungspunkte_und_Mengenh.C3.A4ufungspunkte

Aha, wunderbar, vielen Dank Lu!

:)

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