Rechnen mit stückweise-definierten Funktionen

Aufrufe: 1106     Aktiv: 06.12.2019 um 20:32

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Hallo liebe Community,

Ich habe eine kurze Frage bezüglich des Rechnens mit Funktionen, welche nur stückweise-definiert vorliegen. Die Aufgabe hierzu lautet eigentlich so (verzeiht es mir, aber der Formel-Befehl funktioniert aus irgendeinem Grund nicht bei mir, deswegen schreibe ich das so auf):

Linear unabhängig bedeutet: Es gibt kein k€IR, sodass f1 = k * f2 ist. Jetzt lässt sich aber schnell zeigen, dass f1 und f2 keine "normalen" Funktionen sein können:

det(W_x(f1, f2)) = 0 => f1f'2 - f'1f2 = 0 => (f2/f1)' = 0 also ist f2/f1 = konstant, ein Widerspruch zur Annahme dass f1 und f2 l.u. seien. Deshalb kämen nur stückweise definierte Funktionen in Frage. Ich glaube man könnte einfach das hier nehmen:

Jetzt weiss ich aber nicht, wie ich zeigen kann, dass es wirklich so ist. Man müsste nämlich jetzt f(x) * g'(x) nehmen, aber wie rechnet man sowas? Wäre das dann einfach:

Oder wie? Und wie zeige ich, dass f(x) und g(x) l.u. sind? Einfach so?:

Das wären dann zwei Konstanten und nicht eine, wäre das so in Ordnung oder wie soll man das bitte machen??

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Hallo,

soweit hast du das schon richtig verstanden und ich denke der einzige Weg sind tatsächlich stückweise definierte Funktionen. Allerdings sind zwei Funktion nur linear unabhängig, wenn sie auch für alle \( x \) linear unabhängig sind. Das ist bei dir nicht gegeben, da für nicht negative \( x \) beide Funktionen gleich sind und somit linear abhängig. Das bedeutet, dass die Funktionen lokal linear abhängig sind.

Ich muss ehrlich sagen ich probiere schon eine Zeit etwas herum, aber irgendwie komme ich immer auf Funktionen, die mindestens für \( x=0 \) linear abhängig sind. Ich dachte da an Funktionen wie

$$ f_1 = \left\{ \begin{matrix} x+1, & \text{für} \ x\geq 0 \\ 1, & \text{für} \ x < 0 \end{matrix} \right. $$

$$ f_2 = \left\{ \begin{matrix} 1, & \text{für} \ x\geq 0 \\ x+1, & \text{für} \ x < 0 \end{matrix} \right. $$ 

Ich überlege auch nochmal etwas weiter. Vielleicht fällt mir noch was ein.

Grüße Christian

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