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Aufgabe:

(i) Bestimmen Sie sämtliche Nullstellen der Polynomfunktion
\( P(x)=6 x^{3}+13 x^{2}+x-2 \)
Hinweis: Verifizieren Sie, dass eine Nullstelle \( x_{1}=-2 \) lautet.

(ii) Sei nun \( Q: \mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R} \) die Polynomfunktion
\( Q(x):=\left(x^{2}+1\right)(x+1)\left(x^{2}-1\right)(x-2) \)
Geben Sie alle Nullstellen mit zugehöriger Ordnung sowie den Grad von \( Q \) an.

(iii)  Wir betrachten die Polynomfunktion \( R: \mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R} \) mit
\( R(x):=x^{10}-15 x^{8}+85 x^{6}-225 x^{4}+274 x^{2}-120 \)
Nullstellen von \( R \) sind \( x_{1}=1, x_{2}=\sqrt{2}, x_{3}=-\sqrt{3}, x_{4}=-2, x_{5}=\sqrt{5} \). Geben Sie alle weiteren Nullstellen an und begründen Sie Ihre Antwort.

Kann mir einer bei den Aufgaben helfen ?

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Satz vom Nullprodukt. Ein Produkt ist genau dann Null, wenn mindestens einer der Faktoren Null ist.

Beispiel. In der Gleichung

(1)        \((x-3)\cdot (x+5) = 0\)

ist das Produkt \((x-3)\cdot (x+5)\) Null, weil das ist ja, was "\(=0\)" bedeutet.

Also muss der Faktor \(x-3\) Null sein oder der Faktor x+5 muss Null sein. Das kann man formulieren mittels

(2)        \(x-3 = 0\)

(3)        \(x+5 = 0\)

Die Lösungen von (1) bekommst du wegen des Satzes vom Nullprodukt also indem du die Gleichungen (2) und (3) löst.

Verifizieren Sie, dass eine Nullstelle \( x_{1}=-2 \) lautet.

Berechne \(P(-2)\).

Bestimmen Sie sämtliche Nullstellen der Polynomfunktion \( P(x)=6 x^{3}+13 x^{2}+x-2 \)

Führe die Polynomdivision \(P(x) : (x - (-2))\) durch. Ergebnis ist ein Polynom \(S(x)\).

Löse die Gleichung

        \(S(x)\cdot (x - (-2)) = 0\)

mittels Satz vom Nullprodukt.

(ii) Sei nun \( Q: \mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R} \) die Polynomfunktion\( Q(x):=\left(x^{2}+1\right)(x+1)\left(x^{2}-1\right)(x-2) \)

Satz vom Nullprodukt

(iii)  Wir betrachten die Polynomfunktion \( R: \mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R} \) mit\( R(x):=x^{10}-15 x^{8}+85 x^{6}-225 x^{4}+274 x^{2}-120 \)Nullstellen von \( R \) sind \( x_{1}=1, x_{2}=\sqrt{2}, x_{3}=-\sqrt{3}, x_{4}=-2, x_{5}=\sqrt{5} \)

Satz vom Nullprodukt nach geeigneten Polynomdivisionen.

Avatar von 107 k 🚀

Dankeeee sehr hilfreich

Wozu braucht man bei (iii) Polynomdivisionen? Wenn x eine Nullstelle Von R ist, dann ist -x auch eine. Und mehr als zehn Nullstellen kann es nicht geben.

Man braucht bei (iii) keine Polynomdivision.

Ich hätte eine Frage also ich weiß nicht ganz genau wie ich die ii berechnen kann :/ kannst du mir da mal genauer helfen ?

Die (ii) wird genau so berechnet wie die (i), außer dass du dir die Polynomdivision sparen kannst, weil in (ii) der Funktionsterm schon als Produkt vorliegt,

1,-1,2 sind die nullstellen bei ii so richtig aus gerechnet ?

Und bei i habe ich die nullstellen -2, -0,5, 0,333…

Und wie kann ich den grad ausrechnen?

Weil der Grad ist doch 2 oder nicht ?

i ist richtig

blob.png

und ii auch

blob.png

Ohh danke und noch eine Frage da steht auch ich muss den grad ausrechnen aber ich verstehe nicht was damit gemeint ist :/

Damit ist der höchste Exponent gemeint, bei i handelt es sich also um eine Funktion 3. Grades.

Genau und bei ii handelt es sich um eine Funktion 2 Grades oder ?

Und was meint man mit zugehörigen Ordnung bei ii ?

Nein, dann wäre es eine Parabel. Hier werden die \(x^2\) werden noch mit den \(x^2\) und den "x-en" aus den anderen Klammern multipliziert.

Ach so also eine Funktion 4 Grades ? :/

Du kommst der Lösung langsam näher...

\(x^2\cdot x\cdot x^2\cdot x = x^6\)

Ahhh sooo ja logisch haha und meine letzte Frage ist was die mit zugehörigen Ordnung meinen ? :/ also bei ii

Ich glaube, das bezieht sich auf die Vielfachheit von Nullstellen.

Bei x = -1 liegt eine doppelte/zweifache Nullstelle vor, also ist sie eine Nullstelle 2. Ordnung.

Die anderen sind einfache Nullstellen.

Eine Nullstelle der Ordnung \(n\) ist eine Nullstelle, die auch Nullstelle der ersten \(n-1\) Ableitungen ist.

Beispiel. Eine Nullstelle von \(f\) der Ordnung \(4\) ist nicht nur Nullstelle von \(f\), sondern auch von \(f'\), \(f''\) und \(f'''\).

Bei ganzrationalen Funktionen kannst du die Ordnung von Nullstellen erkennen indem du die Funktion faktorisierst.

Beispiel. Die Funktion

        \(f(x) = (x-5)^7\cdot(x-2)^3\cdot(x+4)\cdot(x^2+2x+2)\)

hat

  • eine Nullstelle der Ordnung \(7\) bei \(x_1 = 5\),
  • eine Nullstelle der Ordnung \(3\) bei \(x_2 = 2\),
  • eine Nullstelle der Ordnung \(1\) bei \(x_3 = -4\).

Und was meint man mit zugehörigen Ordnung bei ii ?

Eigentlich sollten alle Fachbegriffe in deinen Unterlagen erklärt worden sein, meistens im Rahmen einer Definition. Übe, die entsprechende Defintion zu finden und zu verstehen.

Danke für die Erklärung !!

Bei iii komme ich jedoch durch einander, da steht ja begründe aber ich verstehe nicht genau was ich begründen soll :/

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(i) Bestimmen Sie sämtliche Nullstellen der Polynomfunktion

\( P(x)=6 x^{3}+13 x^{2}+x-2 \)

Verifizieren Sie, dass eine Nullstelle \( x_{1}=-2 \) lautet.

\( P(-2)=6 *(-2)^{3}+13* (-2)^{2}+(-2)-2 \)

6*(-8)+13*4-4 =-48+52-4=0

Avatar von 40 k

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