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Aufgabe:

Sei f: R →R mit

20221220_121234.jpg

Text erkannt:

\( f(x):=\left\{\begin{array}{ll}a x+\sin (x-1) & , \quad x \geq 1 \\ |x-3| & , \quad x<1\end{array}\right. \)

Bestimme a element R derart, dass f stetig in R ist.

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Aloha :)

Die kritische Stelle ist hier der Übergangspunkt bei \(x=1\). Damit die Funktion an dieser Stelle stetig ist, müssen der linksseitige Grenzwert, der rechtsseitige Grenzwert und der Funktionswert dort gleich sein.

1) Funktionswert bei \(x=1\)

Wir können \(x=1\) in die obere Definition der Funktion einsetzen:$$f(1)=a\cdot1+\sin(1-1)=a$$

2) Rechtsseitiger Grenzwert für \(x\to1\)

Wir kommen von rechts, also ist \(x>1\). Das heißt, wir verwenden die obere Definition:$$\lim\limits_{x\searrow1}f(x)=\lim\limits_{x\searrow1}\left(ax+\sin(x-1)\right)=a\cdot1+\sin(1-1)=a$$

3) Linksseitiger Grenzwert für \(x\to1\)

Wir kommen von links, also ist \(x<1\). Das heißt, wir verwenden die untere Definition:$$\lim\limits_{x\nearrow1}f(x)=\lim\limits_{x\nearrow1}|x-3|=|1-3|=2$$

Die Funktion ist daher nur stetig, wenn \(a=2\) gilt.

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An der Stelle \( x = 1 \) müssen beide Definitionen den gleichen Wert ergeben.Für \( x \ge 1 \) gilt \( f(x) = a \) und für \( x < 1 \) gilt \( f(x) = 2 \).

Also muss \( a = 2 \) gelten.

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\(f(x):=\left\{\begin{array}{ll}a x+\sin (x-1) & , \quad x \geq 1 \\ |x-3| & , \quad x<1\end{array}\right. \)

\(a*x+sin(x-1)=|x-3| \)

\(x=1\)

\(a=|1-3|=|-2|=2 \)

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