0 Daumen
9,2k Aufrufe



Ich lerne gerade Mathe für eine Klassenarbeit und komme einfach nicht weiter..

Das ist die Aufgabe:

Gegeben ist f mit f(x)=2sin(x)−√3    ;   x ∈ (−1,5;7).

a) Berechne die Nullstellen exakt.


Eine weitere Funktion hat den Funktionsterm g(x)=4sin(x)−√3.

b) Wo liegen die Schnittpunkte der zugehörigen Graphen?


Alsooo.. Ich habe schon Ansätze:

a)Ich denke dafür muss man erstmal gleich Null setzten

0=2sin(x)−√3


Dann muss man wahrscheinlich substituieren oder?


Ich kann das einfach nicht..

Ich hoffe ihr könnt mir weiterhelfen :)
Avatar von
Ups, mein Fehler, substituieren bringt hier ja nichts..

1 Antwort

0 Daumen
 
Beste Antwort


also dass man die Funktion gleich 0 setzen muss ist richtig. Wenn du alles richtig umrechnest, kommst du auf

$$sin(x) = \frac{ \sqrt{3}}{2} \ .$$

So, jetzt muss man überlegen, für welche Werte von x wird sin(x) = √3/2 ? - Für 60° und für 120° (plus Vielfache von 360°, da dadurch Sinus und Cosinus ja nicht verändert werden sin(x)=sin(x+360°)) ! Also:

$$\Rightarrow \quad x = 60° + n \cdot 360° = \frac{ \pi}{3} + n \cdot 2 \pi$$

$$ \Rightarrow \quad x = 120° + n \cdot 360° = \frac{2 \pi}{3} + n \cdot 2 \pi.$$

Es hilft generell, wenn man die Werte von Sinus und Cosinus bei 0°, 30°, 45°, 60° und 90° kennt und weiß, wie der Sinus und Cosinus generell aussieht/verläuft. (So weiß ich, dass der Sinus durch den Punkt (0|0) geht, steigt und bei 90° sein Maximum hat. Wie gesagt kenne ich den Wert vom Sinus bei 60°. Da der Bereich von 0° bis 90° achsensymmetrisch zum Bereich 90° bis 180° ist, weiß ich, dass sin(60°)=sin(120°).)

Zurück zur Aufgabe: Bisher kann für das n jede mögliche Zahl eingesetzt werden. Allerdings hast du ja einen vorgegebenen Definitionsbereich für x angegeben. Wir müssen also schauen, für welche Werte von n das x im Defintionsbereich bleibt. Dadurch finden wir:

$$\Rightarrow \quad x = \frac{ \pi}{3} + n \cdot 2 \pi \ , \quad n \in \{ 0 \}$$

$$ \Rightarrow \quad x = \frac{2 \pi}{3} + n \cdot 2 \pi \ , \quad n \in \{0 \} \ .$$

In Worten: Nur für n=0 in beiden Lösungen liegt x im Definitionsbereich. Die Nullstellen lauten somit

$$ x_1 = \frac{ \pi}{3} \ , \quad x_2 = \frac{2 \pi}{3} \ .$$

Die zweite Funktion läuft analog. Sollten noch Fragen sein, gern stellen.
Avatar von 1,6 k
für a) habe ich das gleiche raus wie du, leider hast du vor mir gepostet :D, darum spare ich mir meinen beitrag.

bei b) werden aber vermutlich die schnittpunkte der beiden sinusfunktionen gesucht.
War etwas verwirrend formuliert. Wenn die Schnittpunkte gesucht sind, dann natürlich beide Funktionen gleichsetzen:

$$2 sin(x) - \sqrt{3} = 4 sin(x) - \sqrt{3} \quad | + \sqrt{3} \quad | -2sin(x)$$

$$ \Leftrightarrow \quad 0 = 2sin(x) \quad | : 2$$

$$ \Leftrightarrow \quad sin(x) = 0 \ .$$

Und jetzt schauen für welche Werte von x der sin(x) gleich 0 ist (im Rahmen des Definitionsbereiches). Heraus kommt:

$$ x_1 = 0 \ , \quad x_2 = \pi \ , \quad x_3 = 2 \pi \ .$$


erst mal vielen, vielen Dank für eure Antworten! :)

Ich weiss jetzt dass man erstmal gleich Null setzt und dann nach sin(x) auflöst.

Bei mir kommt auch (√3)/2=sin(x) raus.

Ich kann aber einfach nicht nachvollziehen, wie man auf (π/3) und (2π/3) kommt.

Muss man die Werte von Sinus und Cosinus bei z.B. 30°, 45° und 60° auswendig lernen oder kann ich auch mit dem GTR irgendwie auf diese Ergebnisse kommen?

Und kann man auch ganz ohne die Gradzahlen auf die Ergebnisse kommen?

Also wenn du einen Taschenrechner hast, musst du nichts auswendig können. Auf die Zahlen in Grad kann man natürlich auch verzichten, sie machen das ganze allerdings ziemlich anschaulich wie ich finde. Wichtig ist, dass wenn du im Bogenmaß rechnest, dein Taschenrechner auf "rad" und nicht auf "deg" eingestellt ist. Ob er richtig eingestellt ist, kannst du testen, indem du sin(π/2) eingibst und guckst, ob "1" herauskommt.

Wenn du jetzt an der Stelle √3/2=sin(x) bist, kannst du auf beiden Seiten den arcsin anwenden, welcher die Umkehrfunktion im Sinus ist, ihn also "auflöst":

$$ \frac{\sqrt{3}}{2} = sin(x) \quad | arcsin$$

$$ \Rightarrow \quad arcsin \left( \frac{\sqrt{3}}{2} \right) = arcsin(sin(x))$$

$$ \Rightarrow \quad \frac{ \pi}{3} = x$$

Den arcsin findest du wahrscheinlich auf der "sin"-Taste auf deinem Taschenrechner, indem du "Shift" drückst oder so. Meist wird er mit "sin-1" bezeichnet. Wie gesagt kommt π/3 oder als Zahlenwert 1,0472 heraus, was umgerechnet 60° entspricht. Dabei handelt es sich allerdings nur um die erste Nullstelle für x! Wenn du dir eine Periode (also von sin(0) bis sin(2π)) mal in einem Graphen anschaust, wirst du feststellen, dass der sin(x) noch an einer anderen Stelle denselben Wert wie bei π/3 annimmt, und zwar bei 2π/3 (=120°). Dies sind dann beide Nullstellen innerhalb einer Periode. Um alle Nullstellen herauszufinden, muss man wie in meiner ersten Antwort geschrieben, einfach Vielfache von 2π (360°) hinzuaddieren.

Hoffe es ist etwas klarer geworden und das mit dem Taschenrechner klappt auch. Ansonsten gern nochmal fragen. :P

Danke, habe es endlich verstanden. Super erklärt!

Ein anderes Problem?

Stell deine Frage

Willkommen bei der Mathelounge! Stell deine Frage einfach und kostenlos

x
Made by a lovely community