Arccos(1/2)= +-pi/3?

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Da steht doch nirgends, dass arccos(1/2) auch -π/3 wäre. (Nur bei dir in deiner Frage.)

Es ist arccos(1/2) = π/3, wie du richtig festgestellt hast. Bedenke jedoch, dass y = arccos(1/2) nicht die einzige Lösung der Gleichung cos(y) = 1/2 ist.

Die Gleichung cos(y) = 1/2 hat unendlich viele Lösungen, wovon jedoch nur zwei Lösungen zwischen -π und π liegen, nämlich y = -π/3 bzw. y = π/3.

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Wenn man eine Gleichung der Form

cos(x) = a

vorliegen hat. So ist zunächst durch x = arccos(a) eine Lösung der Gleichung gegeben.

Wegen cos(-x) = cos(x) für alle x ist dann aber auch durch x = -arccos(a) eine weitere Lösung der Gleichung cos(x) = a gegeben.

[Und aufgrund der 2π-Periodizität der cos-Funktion gibt es noch unendlich viele weitere Lösungen der Gleichung cos(x) = a, welche sich additiv um ein Vielfaches von 2π von arcos(a) bzw. -arccos(a) unterscheiden.]

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Im konkreten Fall ist also neben

y₁ = arccos(1/2) = π/3

durch

y₂ = -arccos(1/2) = -π/3

eine weitere Lösung der Gleichung cos(y) = 1/2 mit -π < y < π gegeben.

mihisu  12.07.2019, 18:03

Ein ähnliches Beispiel zum Vergleich:

Die Gleichung x² = 4 hat nicht nur die Lösung x = 2, sondern auch die Lösung x = -2, obwohl √(4) = 2 ≠ -2 ist.

Denn √(4) ist nicht einfach nur als Lösung der Gleichung x² = 4 definiert. [Da gäbe es ja nicht nur eine, weshalb dann √(4) nicht wohldefiniert wäre.] Sondern √(4) ist als nicht-negative Lösung der Gleichung x² = 4 definiert.

x = √(4) ist dann nicht die einzige Lösung der Gleichung x² = 4, sondern nur die einzige nicht-negative Lösung. Es gibt eben auch die negative Lösung x = -2.

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So ist es im Grunde auch im von dir angehängten Bild.

y = arccos(1/2) = π/3 ist nicht die einzige Lösung der Gleichung cos(y) = 1/2.

Denn arccos(1/2) ist auch nicht einfach als Lösung der Gleichung cos(x) = 1/2 definiert, sondern als die Lösung der Gleichung cos(x) = 1/2 mit 0 ≤ x ≤ π. Außerhalb des Intervalls [0, π] gibt es durchaus noch weitere Lösungen.

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JuleKo 
Fragesteller
 12.07.2019, 20:00
@mihisu

super super lieb danke dir!:-)

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Die Sinus und Kosinusfunktionen haben die Eigenschaft, dass mehrere (unendlich sogar) x Werte gleiche y Werte liefern. Sin(0) ist zum bsp gleich Sin(2Pi). Andersherum kann man einem y Wert mehrere x Werte zuordnen, die Kosinusfunktionen ist quasi an der y Achse gespiegelt, als gilt: f(x) = f(-x) für die Kosinusfunktion

Edit: Kanns sein dass ich damit deine Frage garnicht beantworte, wenn ja dann sorry lol 😅