Steckbriefaufgaben- Funktion vierten Grades

Aufrufe: 647     Aktiv: 06.10.2020 um 00:13

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Könnte mir jemand bitte erklären, wo genau mir ein Fehler unterlaufen ist bzw. wie ich weiter vorgehen soll? Ich habe darüber nachgedacht, hier den Gauß-Algorithmus anzuwenden? Schweife ich etwa auf der falschen Fährte? Vielen Dank im Voraus, Anna
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Schüler, Punkte: 101

 

Bzw. könnte mir jemand verraten, welches Verfahren hier am sinnvollsten anzuwenden ist? Wir haben heute erst mit einer Einstiegaufgabe begonnen, deswegen weiß ich nicht welche Optionen mir gegebenenfalls zur Verfügung stehen....   ─   annamaria22 05.10.2020 um 20:43
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Hi, leider kann ich deine Rechnungen nicht zu 100% nachvollziehen, aber es sieht vieles richtig aus! :)

Du fängst richtig mit der allgemeinen Funktionsgleichung \(f(x)=a*x^4+b*x^3+c*x^2+d*x+e\) an und bildest richtig die erste Ableitung: \(f'(x)=4a*x^3+3b*x^2+2c*x+d\). 

Nun reicht es, wenn du nur 5 Bedingungen an \(f(x)\) stellst, da wir nur 5 Variablen haben.

Ich würde mit folgenden Bedingungen arbeiten:

\(f(-1)=0  \Rightarrow 0=a*(-1)^4+b*(-1)^3+c*(-1)^2+d*(-1)+e=a-b+c-d+e\)

\(f(0)=-3 \Rightarrow -3=a+0^4+b*0^3+c*0^2+d*0+e=e\)

\(f(3)=0 \Rightarrow 0=a*3^4+b*3^3+c*3^2+d*3+e=81a+27b+9c+3d+e\)

\(f'(0)=0\Rightarrow 0=4a*0^3+3b*0^2+2c*0+d=d\)

\(f'(3)=0\Rightarrow 0=4a*3^3+3b*3^2+2c*3+d=108a+27b+6c+d\)

Unser Gleichungssystem sieht also wie folgt aus:

\(1. \ 0=a-b+c-d+e \)

\(2. \ -3=e \)

\(3. \ 0=81a+27b+9c+3d+e \)

\(4. \ 0=d \)

\(5. \ 0=108a+27b+6c+d \)

Setzen wir \(d\) und \(e\) in die Gleichungen ein, so erhalten wir:

\(3=a-b+c\)

\(3=81a+27b+9c \ \ \Leftrightarrow \)   \(1=27a+9b+3c\)

\(0=108a+27b+6c \ \ \Leftrightarrow\)   \(0=36a+9b+2c\)

An dieser Stelle kannst du nun das Gauß- Verfahren verwenden:

1. \(3=a-b+c\)

2. \(1=27a+9b+3c\)

3. \(0=36a+9b+2c\)

Subtrahiere die dritte Gleichung von der zweiten:

1. \(3=a-b+c\)

2. \(1=-9a+c\)

3. \(0=36a+9b+2c\)

Addiere das 9-fache der ersten Gleichung zu der dritten:

1. \(3=a-b+c\)

2. \(1=-9a+c\)

3. \(27=45a+11c\)

Subtrahiere das 11-fache der zweiten Gleichung von der dritten:

1. \(3=a-b+c\)

2. \(1=-9a+c\)

3. \(16=144a\)  \(\Leftrightarrow\)  \(a=\frac{1}{9}\)

Mit der zweiten Gleichung erhalten wir:

\(1=-9*\frac{1}{9}+c\)   \(\Leftrightarrow\)  \(2=c\)

Mit der ersten Gleichung erhalten wir: 

1. \(3=\frac{1}{9}-b+2\)  \(\Leftrightarrow\)  \(-\frac{8}{9}=b\).

Die Funktion lautet also: \(f(x)=\frac{1}{9}x^4-\frac{8}{9}x^3+2x^2-3 \)

Liebe Grüße :)

 

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Student, Punkte: 489

 

Ich bedanke mich sehr, sehr herzlich bei Dir für die nachvollziehbare Veranschaulichung und die hilfreichen Anmerkungen ;)))) !!!!!!! Ist echt eine tolle Hilfestellung für Personen, die in das Thema erst einsteigen und noch auf kleine Schwierigkeiten stoßen.
Liebe Grüße,
Anna

  ─   annamaria22 06.10.2020 um 00:13

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