Funktionsscgar nullstellen berechnen?

5 Antworten

Eine Funktionsschar behandelst du wie eine Funktion, wenn du Nullstellen, Extremwerte und alles andere ausrechnen willst. Der Parameter (meist a) kommt einer Zahl gleich, und ob du in der p,q-Formel    p = 2,5   oder  p = a/2   hast, ist doch völlig egal.

Nur eins ist von Wichtigkeit! Bruchrechnung kommt wieder groß 'raus. Die Hälfte von 2,5 (1,25) kannst du leicht errechnen, von a/2 aber nicht so ohne Weiteres (a/4). Da hilft dir auch dein Taschenrechner meist nicht.

Erst wenn man eine Funktionsdiskussion erledigt hat, kommen die Parameter für zusätzliche Aussagen ins Spiel.

http://dieter-online.de.tl/Br.ue.che-1.htm
http://dieter-online.de.tl/Br.ue.che-2.htm

Woher ich das weiß:eigene Erfahrung – Unterricht - ohne Schulbetrieb
Volens  30.08.2017, 14:57

ft(x)= 2x³ - tx² +8x

Nullstellen:

2x³ - tx² + 8x  =  0   | ausklammern 2x
2x ( x² - t/2 x + 4)

1. Fall:  2x  = 0 | /2
              x₁ = 0

2. Fall: x² - t/2 x + 4 = 0       p = -t/2     q = 4
           x₂,₃   = t/4  ± √(t²/16 - 4)  

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Volens  30.08.2017, 15:04
@Volens

Die Diskriminante   t²/16 - 4  kannst du dann für Voraussagen über Nullstellen benutzen, die von t als Parameter abhängen, z.B.
du bekommst immer 2 reelle Lösungen für
t²/16 - 4 > 0
t²/16      > 4
t²           > 64

Das ist der Vorteil von Kurvenscharen. Man wird bei einer einzelnen Funktion nicht mehr durch die Lösungen überrascht.
Im Übrigen ist es die Notwehr der Mathelehrer gegen Taschenrechner, die ganze Kurvendiskussionen durchführen.
Mit Kurvenscharen haben sie jedoch Probleme.

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Zwieferl  31.08.2017, 15:08
@Volens

ad "Notwehr": Es gibt auch Apps, die Kurvenscharen berechnen können 😊

(da aber Handy’s im allgemeinen nicht erlaubt sind, ist dieser Einwand unerheblich)

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Volens  31.08.2017, 15:15
@Zwieferl

Eben.
Ein Taschenrechner ist nämlich kein Smartfon.

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F_t(x) = 2 * x ^ 3 - t * x ^ 2 + 8 * x

Gleich Null setzen :

2 * x ^ 3 - t * x ^ 2 + 8 * x = 0

Ein x ausklammern :

x * (2 * x ^ 2 - t * x + 8) = 0

Wegen dem Satz vom Nullprodukt ist eine Nullstelle x _ 3 = 0

Der Satz vom Nullprodukt lautet : "Ein Produkt ist genau dann Null, wenn einer der Faktoren Null ist."

Wenn in x * (2 * x ^ 2 - t * x + 8) also das ausgeklammerte x Null wird, dann ist x * (2 * x ^ 2 - t * x + 8) = 0, daher erklärt sich x _ 3  = 0

Den Term innerhalb der Klammer Null setzen :

2 * x ^ 2 - t * x + 8 = 0

Durch 2 teilen :

x ^ 2 - (t / 2) * x + 4 = 0

pq - Formel anwenden:


Die pq-Formel wird auf die Form x ^ 2 + p * x + q = 0 angewendet.

pq - Formel -->

x _ 1, 2 = - (p / 2) ∓ √( (p / 2) ^ 2 – q )


p = - (t / 2)

q = 4

p / 2 = - (t / 4)

(p / 2) ^ 2 = - (t / 4) * - (t / 4) = (t ^ 2) / 16

Nun diese Identitäten in die pq-Formel einsetzen :

x _ 1, 2 = - (- (t / 4)) ∓ √((t ^ 2) / 16 - 4 )

x _ 1, 2 = (t / 4) ∓ √((t ^ 2) / 16 - 64 / 16 )

x _ 1, 2 = (t / 4) ∓ √((t ^ 2 - 64) / 16)

x _ 1, 2 = (t / 4) ∓ √((t ^ 2 - 64)) / √(16)

x _ 1, 2 = (t / 4) ∓ √(t ^ 2 - 64) / 4

x _ 1 = (t + √(t ^ 2 - 64)) / 4

x _ 2 = (t - √(t ^ 2 - 64)) / 4

x _ 3 = 0

Zu beachten ist, dass man nicht für jedes t reelle Lösungen erhält, denn sobald t ^ 2 - 64 < 0 ist, erhält man komplexe Zahlen als Lösungen.

t ^ 2 - 64 = 0 | + 64

t ^ 2 = 64 | √(..)

t _ 1 = - 8

t _ 2 = + 8

Im Bereich - 8 < t < + 8 erhält man komplexe Zahlen als Lösungen, also auch für t = 2

hier sind nur Therme mit x,also ist schon mal eine Nullstelle bei x1=0

Das sieht man so schon.Da braucht man gar nicht erst rechnen.

nun ein x ausklammern

f(x)=x*(2*x²-2*x+8)

nun den "Satz vom Nullproduckt" anwenden

c=a*b hier ist c=0 wenn a=0 oder b=0 oder beide a=b=0 ist

Also weitere Nullstellen,wenn der Klammerausdruck zu Null wird.

f(x)=2*x²-2*x+8 ist eine "quadratische Gleichung der Form

f(x)=a2*x²+a1*x+ao

Nornalform der Parabel 0=x²+p*x+q

Nullstellen mit der p-q-Formel ,siehe Mathe-Formelbuch "quadratische Gleichung" und auch die "Lösbarkeitsregeln"

x1,2=-p/2+/-Wurzel((p/2)²-q)

f(x)=2*x²-2*x+8 dividiert durch 2 ergibt

f(x)=0=x²-1*x+4 also ist hier p=1 und q=4

Nullstellen bei z1=0,5+i 1,936.. und z2=0,5-1,936.. sind Komplexe Zahlen

Es gibr also nur 1 "reelle Nullstelle" bei x1=0

x1,2=-(-1)/2+/-Wurzel ((1/2)²-4)=0,5+/- Wurzel(0,25-4)

Wurzel(-3,73)=+/- i 1,936.. hier ist i die imaginäre Einheit

siehe Mathe-Formelbuch "komplexe Zahlen"

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – hab Maschinenbau an einer Fachhochschule studiert

x kommt in jedem Summanden vor, also... x ausklammern (Du kannst in diesem Fall mit t=2 sogar 2x ausklammern). Dann hast Du x mal quadratischen Term. Jetzt beide Faktoren separat Null setzen, also x=0 und Klammer=0. Die Klammer mit z. B. pq-Formel lösen.

(das ginge genauso mit t statt einer konkreten Zahl; dann müsstest Du eben nur "stur" das t durch die ganze Rechnung "mitschleppen"...)

Eine siehst du doch sofort: x = 0.

Bleibt

2x²-2x+8

Davon dann mit pq-Formel, Mitternatsformel
oder quadratischer Ergänzung die anderen
beiden ermitteln. Im Reellen gibt es aber keine.