Bestimmen Sie die Lösungen im Intervall [0;2pi] im bogenmaß?

4 Antworten

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Betrachten wir zunächst einmal eine Gleichung der Form...



... mit vorgegebener Zahl a.

Eine Lösung kann man mit dem Taschenrechner erhalten, indem man die arcsin-Funktion (auf Taschenrechnern meist mit sin⁻¹ bezeichnet) verwendet.



Diese Lösung x₁ liegt im Intervall [-π/2; π/2].

Wegen sin(x) = sin(π - x) erhält man durch...



... eine Lösung, die im Intervall [π/2; 3π/2] liegt.

(Wenn man die Gleichungen sin(x) = 1 betrachtet, so ist x₁ = x₂. In den anderen Fällen ist x₂ eine von x₁ verschiedene Lösung.)

Mit x₁ und x₂ hat man dann alle Lösungen der Gleichung sin(x) = a im Intervall [-π/2; 3π/2] gefunden. Alle weiteren Lösungen der Gleichung sin(x) = a, die außerhalb dieses Intervalls liegen, erhält man, indem man zu den Lösungen x₁ bzw. x₂ ein Vielfaches von 2π addiert. (Dies liegt an der 2π-Periodizität der sin-Funktion.)

Wenn nun beispielsweise x₁ ≤ 0 ist, also x₁ ∈ [-π/2; 0] ist, so erhält man durch...



... eine Lösung, die im Intervall [3π/2; 2π] liegt, sodass dann x₂ und x₃ die beiden Lösungen im Intervall [0; 2π] sind.

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Beispiel:



Gesucht sind die Lösungen dieser Gleichung im Intervall [0; 2π].

Mit dem Taschenrechner erhält man zunächst...



Bild zum Beitrag

Dann erhält man weiter...



Bild zum Beitrag

Da x₁ nicht im Intervall [0; 2π] liegt, kann man aufgrund der 2π-Periodizität der sin-Funktion 2π addieren, und erhält so noch eine Lösung in [0; 2π].



Bild zum Beitrag

Ergebnis: Die gesuchten Lösungen sind x₂ ≈ 4,069 und x₃ ≈ 5,356.

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Zusammenfassend:

Bei sin(x) = a erhält man zunächst Lösungen mittels...



(Dabei wird die arcsin-Funktion auf Taschenrechnern meist mit sin⁻¹) bezeichnet.

Alle weiteren Lösungen erhält man, indem man zu x₁ bzw. x₂ Vielfache von 2π addiert/subtrahiert.

Analog für die cos-Funktion:

Bei cos(x) = a erhält man zunächst Lösungen mittels...



(Dabei wird die arccos-Funktion auf Taschenrechnern meist mit cos⁻¹) bezeichnet.

Alle weiteren Lösungen erhält man, indem man zu x₁ bzw. x₂ Vielfache von 2π addiert/subtrahiert.

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09090090909099 
Beitragsersteller
 01.11.2020, 18:42

Danke dir! Endlich habe ich es verstanden. Vielen Dank für die Mühe mit Abstand die beste Antwort bisher !

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Entweder Du findest irgendwo die Umkehrfunktionen Arcsin, Arctan oder Arccos, mitunter auch als

 bezeichnet,

oder Du nimmst Excel, dort findest Du diese Funktionen


09090090909099 
Beitragsersteller
 01.11.2020, 17:13

Was mach ich dann damit ? Also im Taschenrechner habe ich es gefunden und nu?

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Wechselfreund  01.11.2020, 17:16
@09090090909099

Das Problem ist, dass der TR nur eine Lösung liefert, es im angegebenen Intervall aber mehrere gibt.

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wie umrechnen ?.......Sin(x) hat eine Periode von 2pi = ca 6.28.. das ist Bogenmass

Bild zum Beitrag

Du stellst den TR auf RAD ein ( Nicht DEGrees für Grad)

es sollte

0.41 oder auch 2.73

erscheinen bei 

sin(x) = 0.4

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09090090909099 
Beitragsersteller
 01.11.2020, 17:18

Ja, was mache dann mit dem Wert ? Zb kam bei cos(x) = 1,5 error raus oder bei -cos(x)=-0,25 das ist aber nicht im Intervall. Und nu?

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Halbrecht  01.11.2020, 21:38
@09090090909099

cos(x) = -1.5 muss error sein , weil cos(x) zwischen +1 und -1 . Guck dir mal den Graph von cos(x) an ...............und cos(x) = -0.25 ist natürlich im Intervall . -0.25 ist ja nicht x , sondern y !

und wo sind überhaupt deine Zahlen geblieben ?

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09090090909099 
Beitragsersteller
 01.11.2020, 22:38
@Halbrecht

Welche Zahlen ? Warum wird das hier nicht deutlich erklärt ? Hatte schon darauf hingewiesen dass ich dieses Thema nicht verstehe und wir gerade anfangen dieses zu behandeln.

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09090090909099 
Beitragsersteller
 01.11.2020, 17:17

Verstehe nicht was das mit meiner Aufgabe zu tun hat. Wie kann ich damit z.b Aufgabe a Berechnen?

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09090090909099 
Beitragsersteller
 01.11.2020, 17:27
@Wechselfreund

Und was soll ich damit jetzt machen . Ich habe im Taschenrechner einen Wert von 1,6 raus und dort 90grad. Wie löse ich jetzt die Aufgabe?

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09090090909099 
Beitragsersteller
 01.11.2020, 17:30
@Wechselfreund

Dir ist schon bewusst das mein Intervall [0,2pi] ist? Und es in Bogenmaß gelöst werden soll

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