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Ich soll den Flächeninhalt zwischen

$$\frac{x^2}{\sqrt{x+4}}$$

und

$$\frac{x}{\sqrt{x^2+4}}$$

bestimmen. Wenn ich die Funktionen plotte, sehe ich, dass die Fläche auf [0, 1] existiert, doch das muss ich ja erstmal mathematisch bestimmen. Um das herauszubekommen, setze ich beide Funktionen gleich, damit ich dadurch die Schnittstellen erhalte. Durch Quadrieren und Faktorisieren erhalte ich

$$x^2 \cdot (x-1) \cdot (x^3+x^2+5x+4)=0 \ .$$

Wie kann ich denn zeigen, dass der dritte Faktor keine reellen Lösungen hat? Ich könnte natürlich auch darüber argumentieren, dass die eine Funktion für x>1 konkav und die andere konvex verläuft, weshalb sie sich nicht nochmal schneiden können. Jedoch halte ich das für relativ umständlich und wollte mir deswegen erstmal hier Ideen holen.

Die eigentliche Berechnung des Flächeninhalts ist mir klar. Es geht hier lediglich um das oben erwähnte Problem.

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Polynome 3. Grades haben immer mindestens eine Nullstelle. Dein 3. Faktor daher auch.Vgl. ~plot~x^3+x^2+5x+4~plot~ 

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Bei deiner Umformung hast du ja auf beiden Seiten der Gleichung

quadriert. Das ist keine Äquivalenzumformung, es können "scheinbare"

Lösungen hinzukommen. Eine solche ist die Nullstelle des

3. Faktors. Du kannst ja leicht ziegen, dass diese neagtiv ist.

Andererseuts haben die beiden gegebenen Funktionen sicherlich keine

negative Schnttstelle, da für neagtives x die erste immer positiv und die

2. immer negativ ist. Andereseits siehst du bei dem 3. Faktor, dass er für positives x

sicherlich keine Nullstellen hat. Also sind 0 und 1 die einzigen Schnittstellen.

Avatar von 289 k 🚀

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