Vielfachheit Nullstellen

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a) hat einfach die nullstellen, wenn du für x^2 und x+2 einzeln die nullstellen raussuchst (sind drei)

b) hier sind es vier nullstellen

einmal für -(x+1) bzw dann ja -x-1 und bei (x-2)²

letzteres einfach die klammer auflösen und pq formel

art der nullstellen sind dann einfach ob doppelt oder einzeln oder sogar dreifach,....

derFREIE 
Fragesteller
 22.09.2014, 18:26

Okay ehm... warum bei a) drei Nullstellen und bei b) vier Nullstellen? Wie kann ich sie einzeln aussuchen?

Tut mir leid, aber ich stehe gerade auf dem Schlauch...

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Crispy0  22.09.2014, 18:27
@derFREIE

ups ja war mein fehler :D

bei b) sind das auch nur drei

hab mich wohl verguckt

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derFREIE 
Fragesteller
 22.09.2014, 18:29
@Crispy0

Oh je... okay ich glaube ich habs oder doch nicht?

Bei a) beispielsweise sinds 3, weil einmal ^2 und einmal ^1 vorhanden sind?

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Crispy0  22.09.2014, 18:30
@derFREIE

ja aber nicht nur deswegen

dazu muss noch kommen, dass sie multipliziert werden

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derFREIE 
Fragesteller
 22.09.2014, 18:32
@Crispy0

Crispy0 ich danke dir wirklich von Herzen, aber kannst du bitte bitte für mich einmal ausführlich die Aufgabe a) ausrechnen?

So ganz ist es mir immer noch nicht klar. Ich möchte es so gern verstehen..^^ :S

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ilikec  22.09.2014, 18:45
@derFREIE

Die "Vielfachheit" der Nullstellen hängt so wie wir es gelernt haben von den Ableitungen ab, das bedeutet

bei einer einfachen Nullstelle muss nur die funktion selbst an der stelle x 0 sein bei einer doppelten Nullstelle muss die funktion und die erste Ableitung an der Stelle x 0 sein bei einer dreifachen Nullstelle muss die funktion, die erste und die zweite ableitung an der Stelle x 0 sein

bedeutet du musst deine Nullstelle jeweils für x in die nächste Ableitung ein setzen wenn die Null ergibt machst du wieder mit der Nächsten weiter bis es irgendwann nciht mehr null wird

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Crispy0  22.09.2014, 18:46
@derFREIE

naja prinzipiell ist es so:

x²*(x+2)=x³+2x²

der einfachheit halber klammert man aber immer möglichst viel aus, da es schwierig ist von einer gleichung dritter ordnung (da 3 bei x³ die größte exponent ist)

(hier kann man halt das x² ausklammern, wo wir wieder beim anfang wären)

du kannst aber auch zum beispiel einfach x ausklammern, dann stände da statt x³+2x²

x*(x²+2x)

das kannst du halten wie ein dachdecker (also es ist egal wie du es machst)

ich mach einfach mit der anfangsgleichung weiter

wir haben da also stehen x²*(x+2)

die die beiden faktoren (x und (x+2)) miteinander multipliziert werden kann man einfach jeden der beiden faktoren einzeln auf nullstellen überprüfen (da das multiplizieren nichts an den nullstellen ändert)

nehmen wir erstmal x² (man weiß ja eigentlich schon, dass x² eine doppelte nullstelle bei x=0 hat)

also x² mit null gleichsetzen, da ja die nullstelle sagt, dass dort der wert von y 0 ist

x²=0 | wurzel

x1=(plus)0; x2=(minus)0

jetzt x+2

das setzt man auch mit null gleich und dann nach x auflösen

x+2=0 |-2 x3=-2

auf x1 x2 und x3 wirst du auch kommen, wenn du es mit x*(x²+2x) machst

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Ich versuche mal, einfach für klare Begriffe zu sorgen... und muss dafür ein klein wenig ausholen.


Ein Polynom 0<n-ten Grades p hat immer genau n komlexe Nullstellen.

Diese können reell sein oder auch nicht. Daher hat p bis zu n reelle Nullstellen.

. . .

Mithilfe der Nullstellen lässt sich p bis auf den Leitkoeffizienten (hier: Variable a) immer in ein Produkt aus genau n Linearfaktoren zerlegen. Beispielsweise hat jedes Polynom dritter Ordnung die Form

a ( x- x1) (x - x2) (x - x3),

wobei x1, x2, x3 die Nullstellen sind (die, wie gesagt, nicht reell sein müssen).

. . .

Die Nullstellen müsse auch nicht paarweise verschieden sein, als auch die Linearfaktoren nicht. Genau dann, wenn der gleiche Faktor nicht nur einmal, sondern k-mal vorkommt, hat das Polynom definitionsgemäß eine k-fache Nullstelle. - Beispiel: Das Polynom

a (x - x1)² (x - x2) * x^5 + (x - x4)³

ist elfter Ordnung und hat

  • die doppelte Nullstelle x1,
  • die einfache Nullstelle x2,
  • die fünffache Nullstelle x3 = 0 und
  • die dreifache Nullstelle x4.

Die Vielfachheit einer Nullstelle ist daher direkt aus der faktorisierten Form eines Polnnoms abzulesen, so auch in deiner Aufgabe. Du brauchst dazu keine Kurvendiskussion.

Dass mehrfache Nullstellen eines Polnyoms auch bestimmte Eigenschaften der jeweiligen Nullstelle bedeuten, ist auch richtig (und mit "Charakterisierung" der Nullstelle als Extremum oder Terrassenpunkt gemeint). Diese Eigenschaften haben aber begrifflich mit der Vielfachheit erst einmal nichts zu tun.

Also zu Aufgabe a)

f(x) = x² · (x+2) = (x-0)² · (x+2)

Der Funktionsterm besteht aus drei Faktoren, wobei die ersten beiden Faktoren identisch sind.

Also liegt bei x=0 eine doppelte Nullstelle vor, bei x = -2 "nur" eine einfache.

Das ist (nach Aufgabenstellung) die Bestimmung der Nullstellen mit ihren Vielfachheiten.

Bei der Charakterisierung musst Du sozusagen interpretieren, welchen Einfluss das auf den Verlauf des Graphen hat (so meine Vermutung). Das hast Du in Deiner Frage bereits alles gemacht (schneiden der x-Achse, Extrempunkt...).

Im Grunde hast Du also alles gemacht, was die Aufgabenstellung verlangt hat. GUT!

Woher ich das weiß:Berufserfahrung – Mathestudium
derFREIE 
Fragesteller
 22.09.2014, 20:00

Danke!

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Funktion ist in Linearfaktoren (x-x0) (x0 Nullstellen) zerlegt.
a) x² keine Verschiebung, also Doppelnullstelle im Ursprung und eine bei x=-2
b) (x-2)² Doppelnullstelle bei x =2 und -(x+1) deute ich als negierte Nullstelle x=-1, also die Nullstelle bei x =1

derFREIE 
Fragesteller
 22.09.2014, 20:00

Danke für die Mühe!

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KDWalther  22.09.2014, 20:26

x = 1 ist keine Nullstelle Der Vorfaktor (-1) ändert an der Nullstelle x = -1 nichts. Denn -1·0 bleibt 0. Das lässt sich durch Einsetzen auch leicht überprüfen.

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ac1000  23.09.2014, 13:22
und -(x+1) deute ich als negierte Nullstelle x=-1,

Nicht "deuten", sondern Gleichungen lösen.

-(x+1) = 0 | *(-1)

x+1 = 0

x = -1

Mathematik ist nicht Gedichtinterpretation.

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Zur Charakterisierung einer vielfachen reellen Nullstelle einer ganzrationalen Funktion lässt sich sogar Folgendes sagen:

Jede Nullstelle von ungeradzahlige Vielfachheit > 1 ist ein Sattelpunkt

Jede Nullstelle von geradzahliger Vielfachheit > 0 ist ein Extremum.

Beweis mit verschränkter vollständiger Induktion (die vom Extremum auf den Sattelpunkt einerseits, vom Sattelpunkt auf das Extremum andererseits schließt). Kann bei Bedarf beigebracht werden.