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Sei f(x) = x3 - 3x + 1.
1. Bestimmen Sie Sie die Extrema von f, machen Sie eine Skizze. Wie viele reelle Nullstellen hat f?
2. Bestimmen Sie die Nullstellen auf 3 Nachkommastellen genau mit dem Newton-Verfahren und MatLab. Wählen Sie den Startwert x0 jeweils geeignet.

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

$$ f'(x)=3x^2-3=3(x+1)(x-1) $$

Damit findest du schon einmal die Extrema bei x=-1 und x=+1.

Einsetzen in f(x) liefert die Extrempunkte  E1(-1|+3) und E2(1|-1).

Die ungefähre Lage der Nullstellen ist nun klar. Es muss drei Nullstellen geben, da E1 oberhalb und E2 unterhalb der x-Achse liegt. Damit liegt eine Nullstelle zwischen den Extrema. Als Startwert bietet sich x=0 an.

Eine zweite Nullstelle liegt links von E1, da die Kurve für \(x^3\) von \(-\infty\) kommt und E1 oberhalb der x-Achse liegt. Als Startwert biete sich x=-2 an.

Die dritte Nullstelle liegt rechts von E2. Die Überlegungen sehen ähnlich wie zur zweiten Nullstelle aus.

Als Startwert ungeeignet sind x=-1 und x=+1, da die Tangenten an der Kurve hier parallel zur x-Achse verlaufen, so dass die Tangenten  keine Schnittpunkte mit der x-Achse haben.

Nun musst du noch das Newtonverfahren anwenden, dessen Formel du hoffentlich kennst, und alles mit Matlab lösen.

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PS: Einen guten Überblick über die Lösungen liefert Wolframalpha, allerdings nicht zu Matlab.

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Was ist jetzt konkret deine Frage?

Über welche Quellen du MathLab beziehen kannst? Oder wo man die Befehlsreferenz zu MathLab findet? Oder, was man unter einer Skizze versteht?

Avatar von 55 k 🚀
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Nullstellen mit meinem Graphikrechner (GTR,Casio) x1=1,532088.. und x2=0,34729.. und x3=-1,8793..

Die Nullstellen durch probieren angenähert ermitteln und dann das Verfahren von Newton (Tangentenverfahren)

Infos,vergrößern und/oder herunterladen

Näherungsformeln.JPG ~plot~x^3-3*x+1;[[-10|10|-10|10]];x=1,53;x=0,347;x=-1,789~plot~

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Das erklärt natürlich alles.

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