0 Daumen
1,7k Aufrufe

meine erste Frage hier auf dem Forum. Ich hoffe, dass ich mich an alle Anforderungen halte und dass man hier mit dieser Frage helfen kann.


Aufgabe:

Wie der Titel schon verrät, wir sollen zeigen, dass limx→∞(f′(x)/g′(x)) = 0 mit

f(x) = x + sin(x) * cos(x) und

g(x) = f(x) * exp(sin(x))

Außerdem Ist die Aufgabe mit l'Hospital betitelt.


Problem/Ansatz:

Ich habe natürlich einfach versucht die Ableitungen zu bilden und versucht etwas zu erkennen.

f'(x) = 2(cos(x))^2 und g'(x) = exp(sin(x)) * (f'(x) + f(x) * cos(x))


Leider erkenne ich daran nichts und allgemein ist es für mich schwer verständlich, gegen was das konvergieren soll, da sin und cos ja periodische Funktionen sind. Deshalb habe ich dann noch versucht die komplexen Definitionen für sin und cos einzusetzen, was aber alles nur verkompliziert wie ich finde.

Die Andere Idee die ich hatte, war zu argumentieren, dass der Zähler f'(x) = 2(cos(x))^2 nicht größer wird als 2, wegen    |cos(x)| <= 1. Sprich der Nennen g'(x) sollte gegen Unendlich laufen. Aber wie kann er das? Hier greift mein Unverständnis welches ich oben angesprochen habe: sin und cos sind Periodisch und der gesamte Nenner besteht mehr oder weniger aus diesen zwei Funktionen.

Ich bin Dankbar um jeden Rat!

Grüße sinusquadrat

Avatar von

Die Lösung des Rätsels ist folgendes:


g'(x) = exp(sin(x)) * (2 cos(x)^2 + f(x) * cos(x))

        = exp(sin(x)) * cos(x) * (2 cos(x) + f(x))


f'(x)/g'(x) = (2 cos(x)^2) / (exp(sin(x)) * cos(x) * (2 cos(x) + f(x)))

durch kürzen des cos erhält man dann:

              = (2cos(x)) / (exp(sin(x)) * (2cos(x) + f(x)))


- exp(sin(x)) ist beschränkt durch [1/e , e]

- 2cos(x) + f(x) strebt gegen unendlich nach kurzer Überlegung

- und der Zähler f'(x) = 2 cos(x)^2 ist durch 2 beschränkt.


damit ist limx-->inf. f'/g' = 0.


Liebe Grüße und vielen Dank für die Hilfe :)

Hi sinusquadrat,

Ich hab die gleiche Aufgabe und komm einfach nicht drauf, warum der Satz von l'hospital nicht greift. Welche Bedingung ist denn nicht erfüllt, passt doch eigentlich alles?

Die Greift nicht, weil limx-->inf (f(x)/g(x)) = nicht existiert, weil:


f(x)/g(x) = f(x)/(f(x)*exp(sin(x)) = 1/exp(sin(x))


ist und damit periodisch. Für l'hospital braucht man aber für den limx-->inf (f(x)/g(x)) = 0/0 oder inf/inf.

2 Antworten

0 Daumen

Hallo

 steht da wirklich  dass f'/g' gegen 0 geht? für x=0 ist f'(x)=2. im Nenner bleibt wegen f(0)=0 nur exp(sin(0)) * f'(0)=2 stehen, der GW ist also 2/2=1

ich denke eher ihr sollt den GW von f/g die beide bei 0 Nullsind mit L'Hopital also f'/g' bestimmen. du musst also Aufgaben  genauer lesen?

Gruß lul

Avatar von 108 k 🚀

Nein es ist wirklich so, wie ich es beschrieben habe. Ich habs auch bei Wolframalpha nachgeprüft.

für x → inf. geht f'(x)/g'(x) gegen 0.

lim(f(x))= (2(cos(x))^2)/(e^sin(x) (1 + x cos(x) - sin^2(x) + cos^2(x) (1 + sin(x))))


Hier für copy-paste, wenn du es selbst bei wolframalpha eingeben möchtest und zeit sparen :)

Außerdem ist im zweiten Teil der Aufgabe zu zeigen, dass der lim x--> inf. von f/g nicht existiert und Zitat: "Ist der Satz von l'Hospital falsch?"

Hallo

nur dir zu Liebe hab ich es auch mal mit Wolfram gemacht, der sagt auch 1 und nicht 0.

https://www.wolframalpha.com/input/?i=lim(f(x))%3D+(2(cos(x))%5E2)%2F(e%5E(sin(x)+)(1+%2B+x+cos(x)+-+sin%5E2(x)+%2B+cos%5E2(x)+(1+%2B+sin(x))))++for+x+to+0

poste lieber die Originalaufgabe. oder setz doch einfach mal x=0 ein

Gruß lul

Lul, x geht gegen ∞ und nicht 0

0 Daumen

deine Idee ist richtig, die trigonometrischen Terme sind beschränkt, also ist der Zähler f'(x)=2cos(x)^2 beschränkt.

Der Nenner strebt jedoch aufgrund des Summands exp(sin(x))*f(x)*cos(x) gegen Unendlich, der Gesamtbruch also gegen 0.

Avatar von 37 k

Vielen Dank! Ich hab schon angefangen an mir zu zweifeln ob ich richtig lesen kann, denn die Aufgabe ist in der Tat so gestellt wie ich sie beschrieben habe.

Dann werd ich an dem Ansatz noch weiterdenken, danke.

Nur was ich hier nicht verstehe: Warum strebt genau dieser Summand gegen Unendlich? In dem Produkt ist doch ein cos enthalten, welcher Periodisch ist. Wie kann das konvergieren?

Periodisch*0=0 ;)

Ein anderes Problem?

Stell deine Frage

Willkommen bei der Mathelounge! Stell deine Frage einfach und kostenlos

x
Made by a lovely community