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Berührpunktansatz: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 15:21 So 30.03.2008
Autor: mary-.-

Aufgabe
Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.

Gegeben ist die Funktion 3/50000 [mm] x^3 [/mm] - 41/625 [mm] x^2 [/mm] + 1789/50 + 15000

( / entspricht dem Bruchzeichen)

x [0;1200]

Vom Ursprung wird die Tangente an das Schaubild von K gelegt. Bestimmen Sie die Steigung der Tangente.

Also, so viel ich weiß, erhält man die Steigung in dem Berührpunkt durch die 1. Ableitung. Aber dann weiß ich nicht so recht was ich weiter vorgehen soll. Wir rechnen ohne der Berührpunktformel.
Hoffe es kann mir jemand sagen, wie ich diese Aufg. lösen kann.

        
Bezug
Berührpunktansatz: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 15:41 So 30.03.2008
Autor: Andi

Hallo Mary,

zunächst einmal herzlich [willkommenmr]!!

> Gegeben ist die Funktion 3/50000 [mm]x^3[/mm] - 41/625 [mm]x^2[/mm] + 1789/50
> + 15000
>
> ( / entspricht dem Bruchzeichen)

Bitte versuche doch in Zukunft den Formeleditor zu benutzen,
dieser erleichtert das Lesen sehr! Außerdem beugt ihr Missverständnissen vor und das führt alles dazu, dass dir schneller geholfen wird.

[mm] f(x)=\bruch{3}{50000}x^3-\bruch{41}{625}x^2+\bruch{1789}{50}+15000[/mm]

Stimmt dies so, oder hast du ein x bei [mm] \bruch{1789}{50} [/mm] vergessen?

> x [0;1200]

Bedeutet dies: [mm] x \in [0;1200] [/mm]
  

> Vom Ursprung wird die Tangente an das Schaubild von K
> gelegt. Bestimmen Sie die Steigung der Tangente.

eine Tangente ist eine Gerade und hat damit folgende Funktionsgleichung:
y=m*x+t
wobei t=0 ist, weil die Tangente durch den Ursprung geht.

d.h. y=m*x
  
wir suchen also m

und wie du schon richtig geschrieben hast ist [mm] m=f'(x_0) [/mm]
wobei [mm] x_0 [/mm] die Berührstelle ist, welche wir noch nicht kennen.

Außerdem muss an der Berührstelle [mm] m*x_0=f(x_0) [/mm] gelten.

So ... nun versuche dir erst einmal Klarheit darüber zu verschaffen,
warum meine Behauptungen stimmen. Frage bitte nach, wenn du etwas nicht verstehst!

Falls alles geklärt ist haben wir dann zwei Gleichungen
[mm] f'(x_0)=m [/mm]
[mm] m*x_0=f(x_0) [/mm]
mit zwei Unbekannten m, [mm] x_0 [/mm]

Dies können wir und vielleicht auch du lösen,
melde dich auch hier wieder, falls Probleme auftauchen.

Viele Grüße,
Andi

Bezug
                
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Berührpunktansatz: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 16:11 So 30.03.2008
Autor: mary-.-

danke für deine schnelle antwort. ja ich hab das x vergessen und jetzt erst habe ich das mit dem formeleditor rausgekriegt ;).
nun, die 1. ableitung lautet ja : f'(x) = [mm] \bruch{9}{50000} x^2 [/mm] + [mm] \bruch{82}{625} [/mm] x + [mm] \bruch{1789}{50} [/mm]  

jetzt setzte ich das in deine formel ein, die du mir geschrieben hast:

[mm] f'(x_0) x_o [/mm] = [mm] f(x_0) [/mm]

für [mm] x_0 [/mm] kann ich auch "u" schreiben, dass mich das nicht durcheinander bringt, oder?

Dann sieht doch meine Gleichung so aus: [mm] (\bruch{9}{50000} u^2 [/mm] + [mm] \bruch{82}{625} [/mm] u + [mm] \bruch{1789}{50} [/mm]  ) u = f(u)

stimmt das?

Bezug
                        
Bezug
Berührpunktansatz: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 16:19 So 30.03.2008
Autor: Mr._Calculus


> für [mm]x_0[/mm] kann ich auch "u" schreiben, dass mich das nicht
> durcheinander bringt, oder?
>  
> Dann sieht doch meine Gleichung so aus: [mm](\bruch{9}{50000} x^2[/mm]
> + [mm]\bruch{82}{625}[/mm] x + [mm]\bruch{1789}{50}[/mm]  ) u = f(u)
>  
> stimmt das?

Dann musst du aber auch alle [mm] x_{0} [/mm] mit einem u ersetzen. Da du [mm]f'(x_{0})[/mm] verwendest lautet die Gleichung dann auch:

[mm](\bruch{9}{50000} u^2 + \bruch{82}{625}u + \bruch{1789}{50} ) u = f(u)[/mm]

Bezug
                                
Bezug
Berührpunktansatz: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 16:22 So 30.03.2008
Autor: mary-.-

ja ist mir auch aufgefallen. aber danke für den hinweis =).
greetz

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Berührpunktansatz: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 16:23 So 30.03.2008
Autor: Andi

Hallo,

> danke für deine schnelle antwort. ja ich hab das x
> vergessen und jetzt erst habe ich das mit dem formeleditor
> rausgekriegt ;).
>  nun, die 1. ableitung lautet ja : f'(x) = [mm]\bruch{9}{50000} x^2[/mm]
> + [mm]\bruch{82}{625}[/mm] x + [mm]\bruch{1789}{50}[/mm]  

[ok]

> jetzt setzte ich das in deine formel ein, die du mir
> geschrieben hast:

Und welche du auch hoffentlich verstanden hast! :-)
Wenn nicht frage einfach noch einmal nach.

> [mm]f'(x_0) x_o[/mm] = [mm]f(x_0)[/mm]

[ok]
  

> für [mm]x_0[/mm] kann ich auch "u" schreiben, dass mich das nicht
> durcheinander bringt, oder?

natürlich kannst du auch u schreiben,

> Dann sieht doch meine Gleichung so aus: [mm](\bruch{9}{50000} u^2[/mm]
> + [mm]\bruch{82}{625}[/mm] u + [mm]\bruch{1789}{50}[/mm]  ) u = f(u)
>  
> stimmt das?

[ok] ja das ist richtig!
so .... dann versuch doch mal diese Gleichung zu lösen!

Viele Grüße,
Andi

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Berührpunktansatz: Ergebnis
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 16:33 So 30.03.2008
Autor: mary-.-

Ja ich hab sie verstanden. [lichtaufgegangen]

Um die Gleichung zu lösen, kann ich sie in den Taschenrechner eingeben oder auch umformen. Ich hab sie umgeformt und das rausgekriegt:

0 = [mm] \bruch{3}{2500} u^3 [/mm] + [mm] \bruch{123}{625} u^2 [/mm] + 15000

i-wie findet mein gtr keinen schnittpunkt mir der x-achse [verwirrt].

greetz mary

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Berührpunktansatz: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 17:08 So 30.03.2008
Autor: mary-.-

ich habe meinen fehler gefunden, hab die gleichung falsch umgeformt. [aufgemerkt]

sie lautet richtig: 0 = [mm] \bruch{3}{25000} u^3 [/mm] - [mm] \bruch{41}{625} u^2 [/mm] - 15000
und wenn ich das jetzt in den gtr eingeben, dann kommt für u = 761,96 raus. dann setz ich in f'(761,96) da ich ja die Steigung der Tangente möchte und dann kommt f'(761,96) = 40,31. [lichtaufgegangen]

danke für die hilfe. echt super :).

greetz und schönes we noch.

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Berührpunktansatz: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 17:10 So 30.03.2008
Autor: Kroni

Hi,

ich befürchte, dass man die Gleichung nicht analytisch lösen kann, außer mit den []Cardanischen Formeln

Es muss aber eine Nullstelle geben: [mm] $\lim_{x\rightarrow \infty} f(x)=\infty$ [/mm] und [mm] $\lim_{x\rightarrow -\infty} f(x)=-\infty$, [/mm] und da die Fkt. stetig ist, muss es mindestens eine Nullstelle nach dem Zwischenwertsatz geben.

LG

Kroni

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Berührpunktansatz: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 17:17 So 30.03.2008
Autor: Andi

Hi Kroni,

> ich befürchte, dass man die Gleichung nicht analytisch
> lösen kann, außer mit den
> []Cardanischen Formeln
>  
> Es muss aber eine Nullstelle geben: [mm]\lim_{x\rightarrow \infty} f(x)=\infty[/mm]
> und [mm]\lim_{x\rightarrow -\infty} f(x)=-\infty[/mm], und da die
> Fkt. stetig ist, muss es mindestens eine Nullstelle nach
> dem Zwischenwertsatz geben.

Nein es gibt keine Lösung von [mm] 0 = \bruch{3}{2500} u^3+\bruch{123}{625} u^2 + 15000[/mm], da x [mm] \in [/mm] [0, 1200]

Viele Grüße,
Andi

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Berührpunktansatz: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 17:22 So 30.03.2008
Autor: mary-.-

das muss ich jetzt aber nicht verstehen oder? [keineahnung]


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Berührpunktansatz: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 17:41 So 30.03.2008
Autor: Kroni

Hi,

gut, wenn x aus dem Intervall sein soll, dann gibt es evtl. keine Nullstelle, habs nicht kontrolliert.

Was der Andi meinte ist folgendes: Es gibt in dem Intervall, aus dem x sein soll keine Nullstelle.
Das was ich meinte ist folgendes:

Für "sehr große Zahlen" geht der Graph von f "ins unendliche" Für "sehr kleine Zahlen" (hiermit meine ich Zahlen, die ebenfalls betragsmäßig groß sind, aber eben das "minus" davor haben...) geht der Graph von f ins negativ unendliche.
Da die Funktion stetig ist, also umgangssprachlich "aus einer Linie" besteht, bleibt dem Graphen nichts anderes übrig, auch einmal die x-Achse zu schneiden. Das sagt salopp-formuliert der Zwischenwertsatz aus.

LG

Kroni

Bezug
                                                        
Bezug
Berührpunktansatz: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 17:49 So 30.03.2008
Autor: Mr._Calculus


> Hi Kroni,
>
> > ich befürchte, dass man die Gleichung nicht analytisch
> > lösen kann, außer mit den
> > []Cardanischen Formeln
>  
> >  

> > Es muss aber eine Nullstelle geben: [mm]\lim_{x\rightarrow \infty} f(x)=\infty[/mm]
> > und [mm]\lim_{x\rightarrow -\infty} f(x)=-\infty[/mm], und da die
> > Fkt. stetig ist, muss es mindestens eine Nullstelle nach
> > dem Zwischenwertsatz geben.
>  
> Nein es gibt keine Lösung von [mm]0 = \bruch{3}{2500} u^3+\bruch{123}{625} u^2 + 15000[/mm],
> da x [mm]\in[/mm] [0, 1200]
>  
> Viele Grüße,
> Andi  

Es muss analog natürlich heißen, dass u [mm]\in[/mm] [0, 1200] und dafür gibt es eben genau die Lsg, die auch gefunden wurde.

Gruss Mr._Calculus

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