0 Daumen
1,7k Aufrufe

Gegeben sind zwei Punkte : P(0/1) und T(2/-3)

Nun soll man die Funktionsgkeichung bestimmen. Ich habe noch weitere drei Punkte ausgesucht (siehe unten), jedoch erscheint "Keine Lösung" in meinem CAS Rechnee. Warum? Was mache ich falsch? image.jpg

Aufgabe 2


image.jpg

Avatar von

2 Antworten

0 Daumen

  Schau dir doch mal deinen eigenen Schmierzettel an. Also ich fände es gescheiter, wenn du mir die volle -aufgabe, also die ganzen vier Punkte gibst.

   Deine  III lautet, so weit ich das beurteilen kann


     a  +  b  +  c  +  d  =  (  -  1  )   III

    und  IV


   a  +  b  +  c  +  d  =  3         IV


    Das Subtraktionsverfahren   IV  -  III  führt auf die Katastrofe   4  =  0  .   Es kann ja  wohl nicht sein, dass du zwei Mal den selben x-Wert hast, offenbar x = 1 .

    Nach meiner unmaßgeblichen Auffassung habt ihr alle auch gar keinen   Ehrgeiz mehr;  du haust da jeden Unsinn in den  TR  , ohne es erst mal selber zu probieren oder selber nachzudenken.   

Avatar von 5,5 k

vielen Dank für die Antowort.

Was genau mache ich falsch bzw. wie kann ich es verbessern? I und II scheinen ja richtig zu sein, oder?

Die restlichen zwei Punkte sind nicht gegeben, aber man kann ja die Schnittpunkte nehmen, oder nicht?


Ehrgeiz habe ich schon, jedoch sitze ich bereits seit gestern Abend an dieser Aufgabe, obwohl sie recht simpel erscheint.. irgendwas mache ich falsch..

  Ich kann dir nur helfen, wenn du in deiner Frage unzweideutig eine Steckbriefaufgabe mit 4 Bedingungen formulierst.

   Dein  TR  ist nämlich  auch nicht bereit,  ===>   schlecht konditioniete  LGS  zu bearbeiten; da sagt der ganz kaltschnäuzig  "    Error "  

Wo ist denn das Problem? Die vier Bedingungen stehen doch in der Aufgabenstellung

$$f(0)=1 \quad f'(0)=0 \quad f(2)=-3 \quad f'(2)=0$$ Daraus folgt dann das Polynom

$$f(x)=x^3-3x^2+1$$ die Gerade hat die Gleichung \(g(x)=x-2\); die Schnittpunkte sind dann \((-1|-3)\), \((1|-1)\) und \((3|1)\).

Jetzt ist noch nach einer 'effiktiven' Berechnung der eingeschlossenen Fläche gefragt. Dazu nutzt man die Punktsymmetrie um das Zentrum \((1|-1)\). Es reicht die Fläche im Intervall \([1..3]\) zu berechnen und zu verdoppeln. Die Lösung ist

$$A = 2 \int_1^3 g(x)-f(x) \, \text{d}x \\ \space = 2\left. \left( -\frac14 x^4 + x^3 + \frac12 x^2 - 3x \right) \right|_1^3 = 2 \cdot 4 = 8$$

  Lieber Werner;  ich würde wohl mit Pauken und Trompeten durch jeden IQ  Psychotest fallen.  Hier ließ ich mich beispielsweise abschrecken durch die verschwommene Schrift auf dem Foto;  ein wahrhaft intellenter Mensch hätte wohl seinen Grips darauf verwendet zu erraten, das es gilt, Aufg.  2 zu lösen.  Und von einer  "  Geradengleichung  x  -  2  "  vermag ich auch nix zu erkennen.

    In einer IQ  Fernsehshow  wurde mal gefragt

   "  In welchem Jahr war das Festland  im  Mittel am Weitesten von jedem Punkt des Ozeans entfernt?  "

     Die Antwort, für welche die Kandidatin beklatscht und umjubelt wurde:  während der Sintflut ....

    Daddy kommentierte - meiner  Meinung nach zu Recht

    "  Sowas würde ich gar nicht ernsthaft in Erwägung ziehen;    bei der sog.  Sintflut  handelt es sich um eine mytologische Erzählung und nicht um ein historisches Datum, nach dem aber eindeutig gefragt war. "

   Eine Psychologiestudentin las mich mal auf dem Campus auf, sie brauche noch Versuchskarnickel für einen IQ Test, der Bestandteil ihrer Diplomarbeit sei.  Zusammen mit 80 Kandidaten fand ich mich wieder in einem Seminarraum.  Sie behauptete, es handle sich um einen  "  Test für Kinder "  Darum sollten wir nicht lachen,  wenn sie  am  Ende der 30  sec  jedesmal verkünde

     "  Bleistift hinlegen - her hören.  "

   Gerade deshalb wurde das Gelächter von Aufgabe zu Aufgabe ausgelassener;  sie hätte genau so gut was andres sagen können.

   Ich war der einzige, der einen Termin mit ihr vereinbarte, um das Ergebnis zu besprechen.    Erkennen räumlicher Körper

     "  Du bist doch ein aufgeweckter junger Mann, sogar Student.   Für mich war es ein Schock, dass du nicht über 40  Punkte hinaus kommst; was ist da los? "

   " Ich bin sehbehindert mit amtlichem Ausweis;  heute ist  mir längst bekannt:   Ich habe Zusammenhänge in meiner Umgebung niemals besswer begreifen gelernt als ein 3-jähriger. "

         " Gut.  Das wäre eine befriedigende Erklärung. "

   ( Ich kann also weder Matelehrer werden noch Chemie studieren. Die verlangen nämlich, dass du dir ein Ikosaeder auch anschaulich vorstellen kannst. )  Dann meinte sie noch

    " Was mich echt erstaunt hat.  Du solltest in 30 sec  möglichst viele Wörter   mit  '  S  '    schreiben  - traumhafte  160  Punkte.  Immerhin  bist du der einzige  von 80 Teilnehmern, der  erkannt hat,

   1)  dass man nur Einsilber nehmen darf

   2) dem auch genug Einsilber einfallen

   3) und wenn dir grad mal ein Zwei-oder Dreisilber in den Sinn kam, hast du ihn sofort hingeschrieben, weil du sicher warst, dass dir während dem Schreiben schon wieder drei Einsilber einfallen. "

   Und jetzt zu der Aufgabe.  Ich wurde hier ja schon bitter böse angebellt;   ein LGS mit 4 Unbekannten ist  viel zu problematisch wegen der schlechten Konditionierung. Dir das zu sagen, hieße doch, Eulen nach Athen tragen.

    Schüler, die an sich Schachgroßmeister bewundern und auch die rolle der Intuition im Sudoku anerkennen,  reagieren immer nervös, wenn ich predige, so gut wie keine Schulaufgabe verbrät mehr wie zwei Unbekannte. Es gilt eben nur den richtigen Schmuddeltrick zu sehen - und da gibt es sogar eine Hierarchie.  Manche brauchst du fast immer, manche nur zwei Mal im Leben.

   Beide Nullstellen der ersten Ableitung flattern dir ins Maul -  sag selbst; kann  man es besser treffen?


    f  '  (  x  )  =  k  x  (  x  -  2  )  =  k  (  x  ²  -  2  x  )  |   $    (  1a  )


    aufleiten


    f  (  x  )  =  k  (  1/3  x  ³  -  x  ²  )  +  C        (  1b  )


   Die beiden Unbekannten haben sogar eine anschauliche Bedeutung:  Leitkoeffizient und Integrationskonstante; man sieht auch sofort   C  =  1  . Und mit der Bedingung für f = 2 folgt k = 3 .

   Das Polynom, dem du die drei Schnittpunkte entnimmst, lautet


    g  (  x  )  =  x  ³  -  3  x  ²  -  x  +  3         (  2  )


    Und knacken werde ich es über den  ===>  Satz von der rationalen Nullstelle  (  SRN  )    In der Literatur sind Einführungskapitel mit  "  Historical Notes "  durchaus üblich, zumal wir beide ja eines gemeinsam haben: das Interesse an philosophischen Spekulationen.

   Mir selbst wurde die Aussage im Jahre 2011  zugetragen von User  "  Ribek "  auf einem Portal, das bereits nicht mehr existiert.  Aktion ===>  Jürgen v. Manger

    " Ich bin ein höflichen Menschen ... "

   Zu Ehren jenes Ribek taufte    ich es Ribekteorem.  Es könnte ja sein, dass er der Entdecker ist ...  Rückfragen, ob er es tatsächlich entdeckt habe bzw.  ob er einen Beweis veröffentlichen könne, ließ  Ribek stets unbeantwortet.

    Bis mich eines Tages User  " Ascon "  anbellte, ich sei ein "  Troll  "  ;  ein  "  sog. Ribekteorem gebe es nicht;  in Wirklichkeit schimpfe es sich SRN ; und ich möge bitte zitieren, dass es von Gauß " stammt.  Eine Literaturrecherche ergab in der Tat, dass alle Texte, die ihn überhaupt zur Kenntnis nehmen -   einschließlich Wiki  - die Ehre Gauß zuerkennen.

    Ich bin fest überzeugt, auf der Spur der größten Fälschung in der Matematikgeschichte zu sein - aber warum tun seriöse Wissenschaftler so etwas?  Artin und v.d. Waerden ( 1930 )  beide Urgestein der Algebra, kennen überhaupt keinen SRN . Immerhin muss das Teorem so jugendlichen Datums sein, dass es bislang noch niemand korrekt zitiert hat. Es hat nämlich nur Sinn für primitive Polynome ( warum? )  Der selbe Umstand trifft übrigens zu auf seinen Zwillingsbruder, den über jeden Zweifel erhabenen Eisensteintest -  und der wird korrekt wieder gegeben mit primitivem Polynom.

   Hier muss eine neue Definition in die Algebra eingeschaltet werden;  ein Polynom, dessen Normalform mit seiner primitiven Form übereinstimmt, möge normiert heißen. Korollar zum SRN:  Normierte Polynome können wenn überhaupt rationale, so nur ganzzahlige Wurzeln haben.

   Mein Lehrer kann  ( 1968 ) den SRN auch noch nicht gekannt haben. Als er sich darauf berief,  " Raten sei eine legitime Metode "  , brach   unsere 12mc in schallendes Gelächter aus ...

   Ich wurde auch mal angeflaxt: Für den Beweis des SRN werde es mit Sicherheit keine Fieldsmedaille geben.  Darauf antworte ich:  Noch in jener   Woche im Jahre 2011,    als ich Kenntnis vom SRN  erhielt, entdeckte ich zunächst empirisch eine direkte  Verallgemeinerung der  SRN Aussage ( von der Wiki allerdings nicht s weiß. )

  "  Sei  x0 eine rationale Wurzel von Polynom p. Dann ist die von x0 generierte Hornerfolge ganzzahlig. "

   Diese Aussage festigt meinen Eindruck, dass noch nie ein Autor eine Bruchzahl in ein Polynom eingesetzt hat -  es hätte ihm auffallen müssen ...

   Die Indizienlast scheint immerhin so erdrückend;  eines Tages ließ mich User " Medicopter " / Mainz wissen,  der SRN  sei belegt " spätestens seit 1975;  dass er auf Gauß zurück geht, habe  ICH jeden Falls nie behauptet. "  

   Meine zhweite Entdeckung - die tematisch leider nicht her gehört -  betrifft einen Zerlegungssatz für quadratische Gleichungen,  der sich für Schüler  glänzend als Probe eignet.  Ironie des Schicksals; als   Schüler der  10d  hatte ich mich unbewusst immer gefragt

   " Warum nur zeigt uns Frau Gumboldt nicht,  wie die Probe auf quadratische Gleichungen geht? "

   Langer Rede kurzer Sinn; wie hilft uns der SRN  beim Lösen von  ( 2 ) ?   Entweder ein kubistisches Polynom stellt sich heraus als Minimalpolynom seiner Wurzeln; oder es spaltet einen rationalen Linearfaktor ab.  Genau wie bei den DGL  gehe ich jetzt mit einem Ansatz  in ( 2 )  ; ich behaupte ganz frech, ( 2 ) zerfällt vollständig.  Vieta das geschmähte Stiefkind


   a0  =  -  x1  x2  x3  =  3      (  3a  )


     Und genau hier schlägt der SRN  zu;   da 3 eine Primzahl ist,  bleibt keine große Auswahl mehr.


      |  x1;2  |  =  1  ;  |  x3  |  =  3        (  3b  )


      Wir müssen nur zusehen, dass wir die Vorzeichen richtig drehen.  Und dafür gibt es die cartesische Vorzeichenregel  ( CV )  Im Ernst;  ich kenne sie erst aus der Spektrum.     In der Diplomprüfung  "  Galoisteorie  "  konnte ich eine 1 Plus erringen, ohne je von ihr gehört zuu haben ...


            x1  <  0  <  x2  <  =  x3    (  3c  )


    Na das sieht doch schon nach was aus; Raten mit System.  Wir raten die  ( einzelne ) negative Wurzel;  Diskriminante wird Vieta  a2


     a2  =  -  (  x1  +  x2  +  x3  )         (  4a  )

    x1  =  (  -  3  )  ;  x2;3  =  1  ===>  a2  =  1     (  4b  )

    x1  =  (  -  1  )  ;  x2  =  1  ;  x3  =  3  ===>  a2  =  (  -  3  )  ;  ok      (  4c  )


    Jetzt wird es eng; Vieta a1 ist die letzte Hürde.


   

  Kritik und Selbstkritik. Ich finde man muss auch mal was zugeben können.  Im Falle ( 1.2 )  gibt es eine elementare Umformung


   x  ³  -  3  x  ²  -  x  +  3  =         (  2.1  )

   =  x  ²  (  x  -  3  )  -  (  x  -  3  )  =      (  2.2  )

   =  (  x  -  3  )  (  x  ²  -  1  )       (  2.3  )   

Hallo Professor Tibatong,

Das Polynom lässt sich recht fix hinschreiben, wenn man die Punktsymmetrie um den Punkt \((1|-1)\) ausnutzt, und die Schnittpunkte konnte ich in der Zeichnung 'sehen' - habe sie zur Probe noch mal eingesetzt - das war's.

Deinen Kommentar zu lesen, hat länger gedauert; ... wenn ich mir die Bemerkung erlauben darf ;-)

Der Trick zunächst die Ableitung hin zu schreiben ist gut - kannte ich so noch nicht!

Gruß Werner

  Werner du machst mich neugierig.   Ich predige hier ja konstant für Formelsammlung, Regelheft und Schmierzettel, dass jedes kubistische Polynom punkt symmetrisch verläuft gegen seinen WP  .  Daraus ergibt sich die Mittelwertbeziehung


        (  x/y  )  (  w  )  =  1/2  [  (  x/y  )  (  max  )  +  (  x/y  )  (  min  )   ]          (  3.1  )


    Wenn du zwei von den drei kritischen Punkten hast, hast du automatisch den dritten.  Dann sag ich immer; seid nicht dämlich.    Ihr kriegt beispielsweise Maximum und WP ;  der Lehrer ahnt gar nicht, dass ihr euch mit dem Zaubertrick ( 3.1 )  hinter seinem Rücken das Minimum schnitzt.  Und daraus beide Wurzeln der ersten Ableitung.

   Was mich jetzt intressiert;  du  beschreitest genau den entgegegen gesetzten Weg.    Aus de beiden Extrema ermittelst du den Symmetriepunkt; bloß was machst du jetzt damit?

   Noch;n Gedicht; nochne Anekdote.  Verschiedentlich kam auch die Aufgabe - ich erkannte sie jedesmal wieder; sie muss wörtlich aus einem Buch abgeschrieben sein.


       f  (  x  )  =  123  x  ³  +  456  x  ²  +  789  x  +  4 711    (  3.2  )


    Ich verbürge mich jetzt nicht, dass es genau die Koeffizienten waren - aber so in der Art.

    "  Beweise,  dass für die Funktion  ( 3.2 )   Maximum, Minimum und WP auf einer Geraden liegen.

    Hiiiilfe  !!!    Wie geht das? "

    Ich antwortetete  genau wie oben, dass du diese Punktsymmetrie hast -  und zwar unabhängig von der konkreten Wahl der Koeffizienten.

   " Urpunkt, Bildpunkt und Symmetriezentrum liegen immer auf einer Geraden.  "

     Die meisten Schüler wollen im Internet abschreiben  genau so wie beim Klassenprimus.  Sie tun dies durchaus mit schlechtem Gewissen; denn würden sie es nicht selber zugeben, woher sollte ich wissen, dass der Lehrer das missbilligt?

   Nun kann ich mir aber nicht vorstellen,  dass  es der Lehrer negativ wertet, wenn ein Schüler sagt,  hey mir hat da jemand gestern im Internet was Intressantes von einer Symmetrie erzählt. Wollen wir das nicht mal besprechen?

    Nach wie vor sind Schüler autoritär;  ich bin da extremster Pessimist.   Der Tenor der Kommentare, die ich erhielt

   " Eine solche Gesetzmäßigkeit, wie du sie behauptest, mag es ja geben.  Es war aber nicht meine Aufgabe, das zu untersuchen. Du hast MEINE FRAGE NICHT BEANTWORTET  BETREFFEND  ( 3.2 )  "

       Ich entsinne mich an einen Vorfall aus Kl. 7 .  Unser Rolf Thierbach  nahm mit uns gerade die periodischen Dezibrüche durch.  Jeden Mumpitz diktierte er uns in das sog.  "  Regelheft  "  ; diese Hefte wurden hernach eingesammelt und kontrolliert.    Es gab sogar Klausuren, wo diese Regeln abgefragt und benotet wurden ...

   (  Meine Mutter lachte ihn am Elternsprechtag aus;  DAS sei ihr längst klar.  Im Nachplappern von  Texten sei ich schon immer besser gewesen als im Kopf Rechnen  ... )

   Im rückblick ist ganz unverkennbar: ein seltsamer Horror (  hier der tickte einfach net normal )  hielt ihn davon ab,  uns zu gestehen, dass 0.999 ... = 1 ergibt.

   Und jetzt halt dich fest.   Wolfram mit seiner Mathe  1 war Klassenprimus; und ich   hatte nur die  3.  Wolframs Daddy hatte natürlich  die Lebenserfahrung; der muss das gespürt haben mit dem 0.999 .

   Ja und da sagte der,  1/3 = 0.3333  ....   ===>  3/3  = 0.999  ....     Junge du mit deiner 1  bist ein Star;  melde dich.  Tag das beim Thierbach vor.

   Dem Knaben ging der Aaasch mit   Grundeis.    Wie eine Jungfrau, die zum ersten Mal aufgeklärt wurde, kam er zu mir und FLÜSTETE  ( ! )  mir, dem Dreier, ins Ohr, sein Daddy hätte das gesagt  -  ob ICH wüsste, ob das stimmt.

     Erstens hatte icb sowas noch nie gehört.  Und zweitens ging es mir (  damals ) voll am Aaasch vorbei.

   Hämisch grinsend beobachtete ich Wolfram.  Der machte sich förmlich in die Hose.   Erst 5 min vor Schluss stellte er seine frage -  mit einem deutlichen Kloß im Hals.  Falls ihn sein Pappi mittags fragt; naaa was hat er gesagt?

     Gaaar nix hat er gesagt.  Ich sags ja;  wolfram war quasi über den Rand der Erdscheibe gefallen.  Da das dem Thierbach nicht passte, sagte er nur  mit gespielt cooler Routine, ja das gibt es auch ...

0 Daumen

P(0/1) und T(2/-3)
Mit den Aussagen kann eine Funktion
3.Grades bestimmt werden.

f ( x ) = a * x^3 + b * x^2 + c*x + d

f ( 0 ) = 1
f ( 2 ) = -3
f ´ ( 0 ) = 0
f ´ ( 2 ) = 0

Die Gerade hat die Punkte
( 0 | -2 )
( 2 | 0 )
und lautet daher
g ( x ) = x - 2

geht gleich weiter

Avatar von 123 k 🚀

f(x) = x^3 - 3·x^2 + 1

So ich bin jetzt zu müde.

Bis eventuell morgen.
Bei Bedarf wieder melden.


vielen Dank für die Antowort. Wie sind Sie auf die Funktionsgleichung gekommen / bzw. was genau habe ich falsch gemacht und wie kann ich es verbessern?

I und II wären ja richtig, oder?

Die Gleichung IV ist falsch. Was hattest du denn da eingesetzt?

IV war der Fehler. Konnte die Aufgabe nun lösen!!! :)

Hallo georg,


die von Ihnen genannte Geradengleichung ist falsch. Es müsste y=x+2 heißen. Der Faktor b ist positiv.

f ( x ) = a * x^3 + b * x^2 + c * x + d
f ´ ( x ) = 3a * x^2 + 2b * x + c

Aussagen
f ( 0 ) = 1
f ( 2 ) = -3
f ´ ( 0 ) = 0
f ´ ( 2 ) = 0

Einsetzen
f ( 0 ) = a * 0 ^3 + b * 0 ^2 + 0 * x + d = 1
=> d = 1
f ( 2 ) = a * 2 ^3 + b * 2 ^2 + c * 2 + 1 = -3
8a  + 4b  + 2c + 1 = -3

f ´( 0 ) = 3a * 0 ^2 + 2b * 0 + c = 0
=> c = 0
f ( 2 ) = 3a *  2 ^2 + 2b * 2 + 0 = 0
12a + 4b = 0

8a  + 4b  + 0 + 1 = -3
12a + 4b = 0 | abziehen
----------------
-4a = -4
a = 1

12a + 4b = 0
12 + 4b = 0
b = -3

f ( x ) = x^3 -3x^2 + 1

Habe dies nun auch so herausbekommen! :)


Es liegt aber ein Fehler bei der anderen Geradengleichung vor. Es wäre x+2! :)

Der y-Achsenabschnitt der Geraden ist -2.
( siehe Skizze )

Fehler entdeckt! :)

Wir sollten nun noch auch die unschlossene Fläche berechnen.

Ich habe dies gemacht; ein Mal zwischen der Grenze von -1 und 1 (1,623 FE) und das zweite Mal zwischen 1 und 3 (8 FE). Insgesamt bekam ich 9,623 FE. Ich habe hier die Betragsstriche benutzt. Gibt es noch irgendeinen anderen Weg, um die Aufgabe zu lösen - möglicherweise ohne Betragsstriche?! :)

Deine Flächeninhalte kann ich nicht bestätigen.
Schnittstellen
-1..1
und
1..3
Die Differenzfunktion zwischen f und g
aufstellen. Stammfunktion ermitteln.
Diese dann in den obengenannten Grenzen
integrieren.
-4 und 4
Absolut setzen und addieren.

Ein anderes Problem?

Stell deine Frage

Willkommen bei der Mathelounge! Stell deine Frage einfach und kostenlos

x
Made by a lovely community