Schnittpunkt zweier Funktionen (Lineare und Exponentialfunktion)?

4 Antworten

Oft hilft mal, die beiden Funktionen zu skizzieren oder mit einem Funktionsplotter im Internet oder auf dem Grafikrechner zu zeichnen.
Dann siehst du, dass es zwei Lösungen (Schnittpunkte) geben muss.

Lösungen dürfen auch erraten oder ausprobiert werden.
Eine der Lösung könnte auch ohne Grafik ins Auge springen:
Die Gerade f(x) geht bei y=20 durch die y-Achse. (x=0).
Auch g(x) hat bei x=0 den Wert y=20 (weil etwas hoch 0 = 1 ist).
Also ist eine Lösung x=0.

Für die andere Lösung versucht man üblicherweise tatsächlich die Gleichsetzung, und dass man das x allein bekommt. Anfang:

8x+20 = 20 * 1,2^x | :20

(8/20) * x = 1,2^x | log

log(2/5) + log (x) = x * log 1,2

Spätestens hier muss man aber erkennen, dass dieses Problem nicht analytisch lösbar ist! Es gibt also keine algebraischen Umformungen, die zu einer Aussage x= Lösung führen.

Man muss ein numerisches Verfahren anwenden.
Als zweite Lösung kommt dann 7.7263... raus.


MathrixX  24.09.2022, 19:53

8x + 20 = 20 * 1.2^x | /20

0.4 x + 1 = 1.2 ^ x | log

log 1.2 (0.4x + 1) = x

Kann man nicht definieren

MathrixX  24.09.2022, 19:42

(8/20) * x + 1 = 1,2^x

BassNation 
Beitragsersteller
 05.05.2018, 09:34

Okay vielen dank und deine Antwort!

fjf100  05.05.2018, 01:45

0=201,2^x-8*x+20Nullstellen mit meinen GTR (Casio) x1=-2,4999... x2=0,60567

atoemlein  05.05.2018, 11:49
@fjf100

Da solltest du deinen Casio zum Eichen geben...

Die beiden Gleichungen heissen gemäss Fragesteller

8x+20

20 * 1,2^x

Da wirst Du Deinen GTR einsetzen müssen: Graphen zeichnen und Schnittpunkt bestimmen lassen.

Oder: Viele TR kennen heutzutage den Befehl nSolve, auch "nur" GTR, also nicht-CAS. Dann solltest Du mal die Eingabe nSolve(8x+20=20*1.2^x,x) versuchen.

Das Problem hier ist, dass es zwei Schnittstellen gibt, die Funktion nSolve aber grundsätzlich nur eine Lösung liefert (hier wahrscheinlich x=0). Wenn Du aufgrund der Anschauung weißt, dass es eine zweite Schnittstelle geben muss (mit einem größeren x-Wert), kannst Du auch zusätzlich einen sog. Startwert eingeben, also z.B. nSolve(8x+20=20*1.2^x,x,5). Mit dem Startwert musst Du so lange spielen, bis der Rechner eine andere Lösung als x=0 ausspuckt.

Das ist heute ein üblicher "Rechen"weg.

Woher ich das weiß:Berufserfahrung – Mathestudium

Wechselfreund  04.05.2018, 23:40

Man könnte auch (mit GTR) beide Graphen zeichnen und mit der trace-Variante die Schnittstelle näherungsweise bestimmen.

fjf100  05.05.2018, 01:53
@Wechselfreund

Meiner hat eine Graphikfunktion und dann kann man eine ganze Kurvendiskussion durchführen.

Graphikmenü aufrufen und dann:

1) Gleichung eingeben 0=201,2^x-8*x-20

2) Graph zeichnen lassen mit "EXE"

3) mit Funktionstaste LV" dann mit Taste "ROOT" Nullstellen berechnen lassen

Schnittstellen berechnet der mit der Funktionstaste "G-SLV" dann Taste "ISCT"

Wechselfreund  05.05.2018, 12:18
@fjf100

Das it dann der Punkt, wo der Mathematikunterricht seinen Sinn verliert...

fjf100  05.05.2018, 17:03
@Wechselfreund

Das ist ein typischer Fall von "Denkste"!

Beispiel: f(x)=a*sin(w*x+b)+c f(x)=a*sin(2*x-2)+0

GTR haben eine Dynamikgraphik,mit der man solche Funktionen untersuchen kann.

Das Ergabnis wird dann in den Unterlagen notiert.

für a setzt man Start a=-2 und End a=2 Step=1 (Schrittweite)

Der GTR rechnet dann die Funktion mit diesen Werten aus und zeichnet diese auf.

Man sieht dann,welchen Einfluß a auf die Funktion hat.

Das Selbe macht man dann mit w,b und c

Diese Arbeit kann man in "Handarbeit" unmöglich leisten.

Man sieht an diesen Beispiel,daß Schüler ohne GTR gegenüber Schülern mit GTR sehr schwer benachteiligt sind.

Ich habe mit meinen GTR sehr viele Aufgaben gerechnet. In "Handarbeit" hätte ich das nie geschafft.

Mein gesamtes Wissen über Funktionen,beruht auf dem Mathe-Formelbuch- da schreib ich immer ab- und die Nutzung von meinen GTR CFX-9850GC Plus (Casio).

Der rechnet schon seit 12 Jahren ohne einen Fehler.

KDWalther  06.05.2018, 00:15
@Wechselfreund

Diesen Weg kenne ich zwar auch, da er aber grundsätzlich nur mehr oder weniger genau ist (WINDOW-Einstellung...), verzicht ich immer drauf ;-)

Wechselfreund  06.05.2018, 11:13
@fjf100

Erst muss das Verständnis der Grundlagen da sein, dann kann der Rechner als Werkzeug benutzt werden. Ein großer Teil der Schüler hat aber die Dinge gar nicht begriffen, die der Rechner ihm abnimmt. Das Problem reduziert sich hier auf das Auswendig Lernen der notwendigen Tastenfolge.

Welchen Sinn soll eine Kurvendiskussion haben, für die der Rechner die Antwort liefert? (Der Weg ist das Ziel...)

Ups g(x)=20*1,2^x sollte es heißen

8x+20=20*1,2^x | /20

2/5 * x + 1 = 1,2^x