0 Daumen
448 Aufrufe

Aufgabe:

1=x/(x3-365)


Wie kann man das ganze nach x auflösen?

Avatar von

Multipliziere mit dem Nenner:

\(x^3-365=x\).

Nun hast du eine Gleichung 3-ten Grades ...

x = 7.1932 Fülltext

3 Antworten

0 Daumen

Hi,

auflösen kann man das in der Schule normal gar nicht. Also nicht algebraisch.


Der beste Schritt um ein x zu finden ist mit dem Nenner zu multiplizieren und dann ein Näherungsverfahren wie bspw das von Newton zu nutzen :).


Grüße

Avatar von 141 k 🚀
0 Daumen

Wenn du etwas nen modernen Taschenrechner benutzen darfst, kannst du die Solve-Taste verwenden.

Avatar von 47 k
0 Daumen

Hallo:-)

Man kann sich auch mal den Spaß drauß machen und sich ein Bildchen zu malen. Aber dafür forme ich zunächst folgende Gleichung (für positive \(a\)) etwas um:

$$ 1=\frac{x}{x^3-a}\quad \Leftrightarrow\quad x^3-a=x\quad \Leftrightarrow \quad x^3=x+a $$

Skizze:

Bildschirmfoto von 2021-08-18 21-37-31.png

Links neben der Strecke \(\overline{AS}\) ist eine grüne Senkrechte, die durch den Punkt \(S=(x_S,y_S)\) geht. Diese schneidet die blaue Gerade bei \(\sqrt[3]{a}\). Jetzt kannst du dir mal bildlich vorstellen, was passiert, wenn du \(a\) immer größer wählst: Die grüne Senkrechte und die rote Strecke stimmen zunehmend überein. Also ist \(x_S\approx \sqrt[3]{a}\) für große Werte von \(a\) eine recht gute Näherungslösung für die Gleichung \(x^3=x+a\).

Testen wir mal: \(x_S\approx \sqrt[3]{365}\approx 7.14657\). Also

\(365\approx x_S^3=x_S+a\approx 7.14657+365=372.14657\).

Das Ergebnis kann man jetzt noch durch folgende geometrische Betrachtung verbessern:

Bildschirmfoto von 2021-08-18 21-52-58.png

Statt die grüne Senkrechte, betrachte ich eine Tangente \(f\) von \(x^3\) im Punkt \(A=(\sqrt[3]{a},a)\). Erhöhe ich nun wieder \(a\), so wandert der Schnittpunkt \(S'\) beider Geraden \(f\) und \(g\) in den Punkt \(S\). Die \(x-\) Komponente von \(S'\) lautet:

$$ \begin{aligned}x+a=g(x)&=f(x)=a+3\cdot a^{\frac{2}{3}}\cdot (x-\sqrt[3]{a})\\\Leftrightarrow \qquad x&=3\cdot a^{\frac{2}{3}}\cdot (x-\sqrt[3]{a})=3\cdot a^{\frac{2}{3}}\cdot x-3\cdot a\\\qquad \Leftrightarrow (1-3\cdot a^{\frac{2}{3}})\cdot x&=-3\cdot a\\ \Rightarrow \qquad x&=\frac{3\cdot a}{3\cdot a^{\frac{2}{3}}-1}\geq \frac{3\cdot a}{3\cdot a^{\frac{2}{3}}}=a^{\frac{1}{3}}=\sqrt[3]{a}\end{aligned} $$

Also kann man daraus schonmal eine Einschränkung zum Lösen vornehmen:

\(x_S\in \left[\sqrt[3]{a},\frac{3\cdot a}{3\cdot a^{\frac{2}{3}}-1}\right]\).

Für \(a=365\) bekommst du so näherungsweise \(x_S\approx \frac{3\cdot a}{3\cdot a^{\frac{2}{3}}-1}\approx 7.19352\).

Testen wir mal: Also
\(372.24114\approx x_S^3=x_S+a\approx 7.19352+365=372.19352\). Das sieht doch schonmal besser aus.

Avatar von 15 k

Ein anderes Problem?

Stell deine Frage

Willkommen bei der Mathelounge! Stell deine Frage einfach und kostenlos

x
Made by a lovely community