Supremun und Infimum von einer cos/sin Funktion?

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Wie von @Jangler bereits erwähnt, sind Supremum und Infimum identisch mit dem Maximum und Minimum.

f(x) = cos(x) + sin(x)

f'(x) = cos(x) - sin(x)

f''(x) = -cos(x) - sin(x)

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f'(x) = 0 für cos(x) = sin(x)

Lösung x = v(n) = pi/4*(4*n + 1), n € Z

Um TP und HP zu unterscheiden, die Lösung in die zweite Ableitung einsetzen

f''(v) = -cos(v) - sin(v)

dabei zu betrachten:

cos( v(n) ) = cos( pi/4 ) für n gerade

cos( v(n) ) = cos( 5pi/4 ) für n ungerade

sin( v(n) ) = sin( pi/4 ) für n gerade

sin( v(n) ) = sin( 5pi/4 ) für n ungerade

Wegen

cos(pi/4) = sin(pi/4) = +1/wurzel(2)

cos(5pi/4) = sin(5pi/4) = -1/wurzel(2)

gilt

f''( v(n) ) < 0 für n gerade

f''( v(n) ) > 0 für n ungerade

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Die TP liegen somit bei v mit n ungerade

f(v) = cos(v) + sin(v) = -2/wurzel(2) = -wurzel(2)

Die HP liegen somit bei v mit n gerade

f(v) = cos(v) + sin(v) = 2/wurzel(2) = +wurzel(2)


Da die Funktion stetig ist, und das Intervall kompakt, nimmt die Funktion auf dem Intervall ein Minimum und ein Maximum an. Es reicht also wenn du das globale Maximum/Minimum der Funktion bestimmst (also klassische Extremwertsuche)


Mila1sweet 
Beitragsersteller
 27.06.2021, 02:21

Aber ohne Taschenrechner ist das doch kaum möglich das zu berechnen. Die Lösung habe ich berechnet, aber nur mit Taschenrechner.

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Jangler13  27.06.2021, 09:24
@Mila1sweet

Die erste Ableitung ist cos(x)-sin(x)

Die ist 0 wenn cos(x)=sin(x) gilt. Da beide Seiten nie gleichzeitig 0 sind ist das äquivalent dazu dass sin(x)/cos(x)=tan(x)=1

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