0 Daumen
1,7k Aufrufe

 
ich habe zum erstenmal vom Zwischenwertsatz gehört und habe jetzt die folgene Aufgabe:

Beweisen sie, für a < b besitzt die Gleichung 

$$ \frac { { x }^{ 2 }+1 }{ x-a } =-\frac { { x }^{ 6 }+1 }{ x-b } $$

Im Intervall (a,b) mindestens eine Lösung.

Ich bin mir jetzt sehr unsicher, wie ich an diese Aufgabe am besten ran gehe. Bin also dankbar für jeden Ansatz und alles was darüber hinaus führt!

Edit: Überschrift: "mindestens"  statt  "mindestens genau eine"  (-Wolfgang-)

  

Avatar von

1 Antwort

0 Daumen
 
Beste Antwort

Betrachte f(x) =  (  x2 + 1 ) / ( x-a)   +  ( x6 + 1 ) /  (  x-b)

Für x > a und  x gegen a geht der 1. Summand gegen + unendlich und

der zweite ist beschränkt, also insgesamt  geht f gegen + unendlich.

Für x < b und  x gegen b   ist der 1. Summand beschränkt, aber der

zweite geht gegen - unendlich.

Also gibt es in der Nähe von a ein x1 mit f(x1) > 0 und in der

Nähe von b ein x2 mit f(x2) < 0 .

Dazwischen gibt es nach dem Zwischenwertsatz ( f ist ja auf ] a;b[ stetig )

ein z  mit  f(z) = 0.  Das ist die gesuchte Lösung der Gleichung.

Avatar von 289 k 🚀
Okay ich glaube grob verstehe ich was du gemacht hast. Zu erst war ich wiedermal nicht auf die grandiose idee gekommen, die rechte Gleichung einfach komplett nach links zu versetzten. 

Nachdem ich mir das durch einsetzten von Werten mal veranschaulicht habe, macht auch dein Zweiter Schritt für mich sinn. (Eine Frage hab ich jedoch noch zur Beschränktheit. Du sagst ja, dass für x > a und x gegen a ist der Zweite Summand beschränkt und daher geht f gegen unendlich. Verstehe ich richtig, das der Summand deshalb beschränkt ist, weil b hier eine Konstante ist. Und da dieser Bruch aufgrund der Beschränktheit nichts an der +unendlich rütteln kann (müsste ja -unendlich werden um hier die +unendlich auflösen zu können) kann man sagen dass die ganze Summe +unendlich für die Annahme ist, richtig?)

Für den nächsten Schritt such ich eben eine Formulierung, die der in unserer Vorlesung nahekommt. Dort hatten wir etwas wie das hier verwendet: 
Also ist für hinreichend kleines a f(a) > 0 und für hinreichend großes b f(b) < 0. 

Macht das so Sinn? (in meinem Kopf schon)
So eine Frage hab ich auch noch zu deiner letzten Bemerkung. Muss ich die Stetigkeit noch beweisen, oder ist das bereits mit dem hier ersten Teil getan? 

(Sorry wenn es sich so anhört, dass ich mich dusselig anstelle. Zum Teil tu ich das auch aber ich möchte mir auch sicher sein, dass ich das richtig verstehe! ^^)

Ein anderes Problem?

Stell deine Frage

Willkommen bei der Mathelounge! Stell deine Frage einfach und kostenlos

x
Made by a lovely community