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ich stehe vor einem Problem und ich soll beide Funktionen grafisch verketten.

Ich habe keine Ahnung wie man da vor geht.

Danke für eure Mühe

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Wenn Du beide Funktionen 'verketten' möchtest, so solltest Du sie zunächst jede für sich darstellen. Die Funktion \(\cos t\) beginnt für \(t=0\) bei 1 und ist die bekannte Schwingung (im Bild die gelbe Kurve). Die Steigung bei \(t=0\) ist 0 - also der Kurvenverlauf ist waagerecht. Die Nulldurchgänge liegen bei \(\pi/2\) und \(3\pi/2\) also etwa bei 1,6 und 4,7.

Die Funktion \(\frac{1}{e^t}=e^{-t}\) beginnt ebenso für \(t=0\) bei 1 und hat dort die Steigung -1 und nähert sich im weiteren Verlauf der X-Achse an (die orange Kurve).

Bild Mathematik

Durch die Multiplikation (Verkettung) beider Funktionen quetscht man sozusagen die Cosinus-Funktion mit der E-Funktion zusammen (blaue Kurve). Die E-Funktion begrenzt die Cosinus-Funktion sowohl nach oben, als auch nach unten. Nach unten, wenn man sich die E-Funktion an der X-Achse gespiegelt denkt. Die Anfangssteigung des Produkts ist jetzt die der E-Funktion - also -1. Das kann man sich leicht an Hand der Kettenregel der Ableitung klar machen. Da \(e\approx 3\) ist, hat das Produkt bei \(t=1\) nur noch etwas mehr als ein Drittel des Wertes von \(\cos(1)\), bei \(t=2\) ist es etwas mehr als ein 9'tel. Jenseits von \(t=3\) bleibt von der Schwingung nichts mehr übrig.

Die Multiplikation des Produkts mit \(1/2\) ändert nichts am grundsätzlichen Verlauf; es würde reichen bei der senkrechten Skala die 1 zu streichen und durch \(1/2\) zu ersetzen.

Dies ist übrigens der typische Verlauf einer gedämpften Schwingung.

Gruß Werner

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Wie kommst du darauf das der resultierende Verlauf der Multiplikation, nach unten(Tal) verläuft und nicht nach oben (Berg) verläuft ?
Wenn ich mir das Dominazverhalten beider Funktionen nahe dem Ursprung anschaue dominiert der cos im vergleich zur e Funktion. Für größere x Werte würde die e Funktion dominieren. Somit würde ich direkt nach dem Ursprung einen Anstieg erwarten.

Ich verstehe nicht, was Du mit 'Dominanzverhalten' meinst. Für \(t=0\) haben beide Funktionen den Wert 1 - also ist ihr Produkt auch 1. Was die Steigung betrifft, folgt aus der Kettenregel an der Stelle \(t=0\)$$\frac{\delta \cos t \cdot e^{-t}}{\delta t}(t=0)= \frac{\delta \cos t}{\delta t}(t=0)\cdot e^{-t} + \cos t \cdot \frac{\delta e^{-1}}{\delta t}(t=0) \\= 0\cdot e^{-t} + \cos t \cdot(-1)=-1$$ es geht also abwärts

Gruß Werner

Korrektur: in obiger Antwort und in meinem Kommentar muss es natürlich 'Produktregel der Ableitung' heißen und nicht 'Kettenregel'.

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