Funktionsglrichung?

1 Antwort

Es gibt 4 Unbekannte und es können 4 Bedingungen aufgestellt werden. 2 Bedingungen über die gegebenen Punkte (0│12) und (1│15) sowie eine Bedingung über die erste Ableitung f'(0) = 0 und eine Bedingung über die zweite Ableitung f''(1) = 0. Da die dritte Bedingung zu 0 = 0 führt, hilft diese nicht. Das System ist unterbestimmt.


Rene0876 
Beitragsersteller
 03.09.2024, 15:49

Ist also meine Lösung falsch?

gauss58  03.09.2024, 18:42
@Rene0876

Nein, sie ist unvollständig. Es gibt, da das System unterbestimmt ist, unendlich viele Lösungen. Deine Lösung ist eine davon.

f(x) = a * x⁶ + b * x⁴ + c * x² + d

f'(x) = 6 * a * x⁵ + 4 * b * x³ + 2 * c * x

f''(x) = 30 * a * x⁴ + 12 * b * x³ + 2 * c

Bedingungen:

(1) f(0) = 12

(2) f(1) = 15

(3) f'(0) = 0

(4) f''(1) = 0

LGS:

(1) 12 = d

(2) 15 = a + b + c + 12

(3) 0 = 0

(4) 0 = 30 * a + 12 * b + 2 * c

-----------------------

(2) a + b + c = 3

(4) 15 * a + 6 * b + c = 0

-----------------------

(4) - (2) 14 * a + 5 * b = -3

b = (-3 / 5) - (14 / 5) * a

a + (-3 / 5) - (14 / 5) * a + c = 3

c = (18 / 5) + (9 / 5) * a

Das führt zu:

f(x) = a * x⁶ + ((-3 / 5) - (14 / 5) * a) * x⁴ + ((18 / 5) + (9 / 5) * a) * x² + 12

Für a = 0,5 gilt:

f(x) = 0,5 * x⁶ - 2 * x⁴ + 4,5 * x² + 12

Rene0876 
Beitragsersteller
 03.09.2024, 19:41
@gauss58

Wissen Sie wie man das in Taschenrechner mit Matrix rechnet?

gauss58  03.09.2024, 20:10
@Rene0876

Nein, ich habe keinen dafür geeigneten Taschenrechner. Es wäre aber naheliegend, dass man die Gleichungen (Koeffizienten und Absolutglied) in geordneter Form eingibt und das Ergebnis ausgegeben wird. Die Besonderheit hier ist, dass das System unterbestimmt ist und damit 2 Unbekannte (hier b und c) in Abhängigkeit von a bestimmt werden.

Rene0876 
Beitragsersteller
 03.09.2024, 20:30
@gauss58

Dankeschön aber leider habe ich es nicht komplett verstanden. Also ab der Zeile mit 2) a +b+c=3 bin ich nicht mitgekommen. Können Sie es mir bitte erklären wie z.b da 3 rauskommt?

gauss58  03.09.2024, 20:46
@Rene0876

15 = a + b + c + 12

Jetzt auf beiden Seiten - 12

3 = a + b + c

Rene0876 
Beitragsersteller
 03.09.2024, 20:52
@gauss58

Und warum 14 und 5 statt 15 und 6?

Rene0876 
Beitragsersteller
 03.09.2024, 21:04
@gauss58

Und wie sind sie auf die Brüche gekommen?

Danke im voraus

gauss58  03.09.2024, 21:07
@Rene0876

Von der vierten Gleichung habe ich die zweite Gleichung abgezogen.

Rene0876 
Beitragsersteller
 03.09.2024, 21:28
@gauss58

Eine letzte Frage:

Wie sind Sie auf (18/5) und (9/5) gekommen und wie finden man raus, dass für x =0,5 gilt?

gauss58  03.09.2024, 21:46
@Rene0876

a + (-3 / 5) - (14 / 5) * a + c = 3

c = 3 - a + (3 / 5) + (14 / 5) * a

c = (15 / 5) - (5 / 5) * a + (3 / 5) + (14 / 5 ) * a

c = (18 / 5) + (9 / 5) * a

Halbrecht  04.09.2024, 02:23
@gauss58

der TR ist dann doof , wenn auf dem Display keine Bemerkung ( nicht die einzige Lösung ) erscheint.

naheliegend fände ich , wenn es die mit a = 1 ausgibt

Halbrecht  04.09.2024, 02:25
@Rene0876

musst du auch nicht verstehen : das Wort "unterbestimmt" ist das wichtige . Auf deine Lösung kann man nur kommen , wenn man die "Unterbestimmung" aufhebt , in dem man ein a ODER ein b ODER ein c wählt und dann die anderen Parameter anpasst.

Solltest du dir die Aufgabe selber ausgedacht haben , hast du einfach Pech gehabt ( Oder was gelernt )