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Untersuchen Sie die folgenden Mengen auf Beschränktheit und geben Sie ggf. inf M, supM
bzw. minM, maxM an:
M1 ={x ∈ R :−x^2 + x + 6 ≥ 0}, M2 ={ 3- 2/n : n∈ N}, M3 = {ln(x + 1) : x ∈ [0,∞)} .

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-x^2+x+6 = -(x^2-x+0,5^2-0,5^2) + 6 = -(x-0,5)^2 +6,25

Normalparabel nach unten geöffnet mit dem Scheitel S(0,5/6,25)

Nullstellen: -(x^2-x-6) = -(x-3)(x+2)

-> x=3  u. x= -2

Die Gleichung ist erfüllt für: -2<=x<=3

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Aloha :)

zu 1) \(\quad M_1=\{x\in\mathbb R\,\big|\,-x^2+x+6\ge0\}\)
Hier können wir die Anforderung an die Elemente umschreiben:
$$-x^2+x+6=-(x^2-x-6)=-(x-3)(x+2)\stackrel{!}{\ge}0\Longleftrightarrow(x-3)(x+2)\stackrel{!}{\le}0$$Damit diese Bedinung erfüllt ist, müssen beide Faktoren unterschiedliche Vorzeichen haben, also muss \(-2\le x\le 3\) gelten, d.h.$$M_1=\{x\in\mathbb R\,\big|\,-2\le x\le3\}$$Die Menge hat das Minimum \((-2)\) und das Maximum \(3\).

zu 2) \(\quad M_2=\{a_n\coloneqq3-\frac2n\,\big|\,n\in\mathbb N\}\)
Wenn man den Nenner eines Bruchs vergrößert, wird der ganze Bruch kleiner. Wir subtrahieren von der \(3\) also mit zunehmendem \(n\) immer kleinere Werte, d.h. die Werte von \(a_n=3-\frac2n\) wachsen streng monoton.
Den niedrigsten Wert erhalten wir daher für \(n=1\) mit \(a_1=1\). Der Bruch \(\frac2n\) geht für wachsende \(n\) gegen \(0\), ohne jedoch jemals \(=0\) zu werden. Wir haben für die \(a_n\) also eine obere Grenze \(3\), die jedoch nie als Wert erreicht wird.
Die Menge hat das Minimum \(1\) und das Supremum \(3\).

zu 3) \(\quad M_3=\{\ln(x+1)\,\big|\,x\in[0;\infty)\}\)
Da die \(\ln\)-Funktion streng monoton wächst, liegt hier das Minimum bei \(\ln(0+1)=\ln(1)=0\). Ein Supremum gibt es nicht, da die \(\ln\)-Funktion ins Unendliche wächst.

Avatar von 152 k 🚀

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