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Untersumme und Obersumme: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 16:09 Di 14.09.2010
Autor: Mathics

Aufgabe
Gegeben ist die Funktion f mit [mm] f(x)=-x^2 [/mm] + 4 (von x= 0-2)

Berechnen Sie eine Formel für die Berechnung der Ober-und Untersummen.

Hallo,

ich habe das gezeichnet und bin gerade bei der Obersumme. Allerdings komme ich da nicht weiter, denn  ich find keine allgemeine Formel für die Obersumme, die für jedes n bei dieser Funktion gilt.

Hier habe ich meine Zeichnung und meine Rechnung zusammengefasst:
(ich fand wichtig, dass Rechnung und Zeichnung zusammen sind)

http://img256.imageshack.us/img256/3954/51163370.png


Wie muss ich weiter vorgehen?
Bei der Funktion [mm] f(x)=x^2 [/mm]   hat man ja für Obersumme Ob= [mm] (2/n)*(2/n)^2*\summe_{i=1}^{n}(i^2) [/mm]

Und wie macht man dies hier mit [mm] f(x)=-x^2*f [/mm] ? Es ist ja eine monoton fallende Funktion.

Danke.

LG

        
Bezug
Untersumme und Obersumme: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 16:41 Di 14.09.2010
Autor: MathePower

Hallo Mathics,

> Gegeben ist die Funktion f mit [mm]f(x)=-x^2[/mm] + 4 (von x= 0-2)
>  
> Berechnen Sie eine Formel für die Berechnung der Ober-und
> Untersummen.
>  Hallo,
>  
> ich habe das gezeichnet und bin gerade bei der Obersumme.
> Allerdings komme ich da nicht weiter, denn  ich find keine
> allgemeine Formel für die Obersumme, die für jedes n bei
> dieser Funktion gilt.
>  
> Hier habe ich meine Zeichnung und meine Rechnung
> zusammengefasst:
>  (ich fand wichtig, dass Rechnung und Zeichnung zusammen
> sind)
>  
> http://img256.imageshack.us/img256/3954/51163370.png
>  
>
> Wie muss ich weiter vorgehen?
>  Bei der Funktion [mm]f(x)=x^2[/mm]   hat man ja für Obersumme Ob=
> [mm](2/n)*(2/n)^2*\summe_{i=1}^{n}(i^2)[/mm]
>  
> Und wie macht man dies hier mit [mm]f(x)=-x^2*f[/mm] ? Es ist ja
> eine monoton fallende Funktion.


Das spielt doch keine Rolle.

Die Obersumme berechnet sich nach wie vor mit  Hilfe der Formel

[mm]Ob=\bruch{b-a}{n}*\summe_{i=1}^{n}f\left(i*\bruch{b-a}{n}\right)[/mm]

, wobei hier a=0 und b=2 ist.


>  
> Danke.
>  
> LG


Gruss
MathePower

Bezug
                
Bezug
Untersumme und Obersumme: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 16:58 Di 14.09.2010
Autor: Mathics

ja,

aber wir sollte das halt nach diesem bestimmten Schema machen, wie ich es bei [mm] f(x)=x^2 [/mm] erläutert hab.

im ist es foglendermaßen erklärt die aufgabenstellung (der blaue kasten vor allem)


Danke.

LG

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Untersumme und Obersumme: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:23 Di 14.09.2010
Autor: Blech

Hi,

> aber wir sollte das halt nach diesem bestimmten Schema
> machen, wie ich es bei [mm]f(x)=x^2[/mm] erläutert hab.

Das ist kein Schema, da wurde nur der konstante Faktor vor die Summe gezogen.

Was ist
[mm] $i\cdot{}\bruch{b-a}{n}+a$ [/mm] für [mm] $i=0,\ldots [/mm] n$?

setzen wir ein: i=0, dann ist es a
[mm] $i=1,\ldots,n-1$ [/mm] dann sind es n-1 Punkte mit gleichem Abstand zueinander zwischen a und b, und
i=n, dann ist es b

insgesamt ist es also die Strecke von a nach b, unterteilt in n Intervalle mit Breite [mm] $\frac{b-a}n$ [/mm]

Die Funktion ist monoton fallend, also kriegen wir die Obersumme, wenn wir immer die linke Intervallgrenze nehmen, damit summieren wir von i=0 bis i=n-1

[mm] $O=\summe_{i=0}^{n-1}\bruch{b-a}{n}\cdot f\left(i\cdot{}\bruch{b-a}{n}+a\right) [/mm] $

und die Untersumme ist entsprechend, nur jeweils mit der rechten Intervallgrenze.


Dein "Schema" kriegst Du, wenn Du die Grenzen [a,b] und f einsetzt und dann ausklammerst. =)

> im ist es foglendermaßen erklärt die aufgabenstellung
> (der blaue kasten vor allem)

? im was?

ciao
Stefan

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Untersumme und Obersumme: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:37 Di 14.09.2010
Autor: Mathics

alles klar.

Das "b" war doch jetzt mein Wert auf der x-Ache spirch in diesem Fall 2
Weil ja nur in dem Intervall (0-2) gefragt wurde. Und was ist a?


Und wie berechne ich dann die Untergrenze? ist das nicht dasslebe nur mit [mm] \summe_{i=1}^{n} [/mm]   ??


Danke.

LG

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Untersumme und Obersumme: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:44 Di 14.09.2010
Autor: Blech

Hi,

> Das "b" war doch jetzt mein Wert auf der x-Ache spirch in
> diesem Fall 2

Ja.

> Weil ja nur in dem Intervall (0-2) gefragt wurde. Und was
> ist a?

Sag Du's mir. Ich hab doch erklärt, was
$ [mm] i\cdot{}\bruch{b-a}{n}+a,\quad i=0,\ldots,n [/mm] $
macht. Wenn da irgendwas unklar war, kannst Du gerne nachfragen.


> Und wie berechne ich dann die Untergrenze? ist das nicht
> dasslebe nur mit [mm]\summe_{i=1}^{n}[/mm]   ??

Ja. Wenn die Funktion monoton fällt ist der höchste bzw. niedrigste Punkt immer die linke bzw. rechte Intervallgrenze.
  
ciao
Stefan


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Untersumme und Obersumme: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 18:07 Di 14.09.2010
Autor: Mathics


> Was ist
>  [mm]i\cdot{}\bruch{b-a}{n}+a[/mm] für [mm]i=0,\ldots n[/mm]?
>  
> setzen wir ein: i=0, dann ist es a
>  [mm]i=1,\ldots,n-1[/mm] dann sind es n-1 Punkte mit gleichem
> Abstand zueinander zwischen a und b, und
>  i=n, dann ist es b

Diesen Teil verstehe ich leider irgendwie nicht. Wieso ist bei 0 gleich a und bei n=1 gleich b ?

Bezug
                                                        
Bezug
Untersumme und Obersumme: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:14 Di 14.09.2010
Autor: MathePower

Hallo Mathics,

> > Was ist
>  >  [mm]i\cdot{}\bruch{b-a}{n}+a[/mm] für [mm]i=0,\ldots n[/mm]?
>  >  
> > setzen wir ein: i=0, dann ist es a
>  >  [mm]i=1,\ldots,n-1[/mm] dann sind es n-1 Punkte mit gleichem
> > Abstand zueinander zwischen a und b, und
>  >  i=n, dann ist es b
>  
> Diesen Teil verstehe ich leider irgendwie nicht. Wieso ist
> bei 0 gleich a und bei n=1 gleich b ?


Hier ist gemeint, für i=0 ist es gleich a, für i=n ist es gleich b.

[mm]i=0: \ 0* \bruch{b-a}{n}+a=a[/mm]

[mm]i=n: \ n * \bruch{b-a}{n}+a = b-a+a = b [/mm]


Gruss
MathePower

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Bezug
Untersumme und Obersumme: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 18:44 Di 14.09.2010
Autor: Mathics

okey =)

aber ich verstehe immer noch nciht was "a" sein. Das komm doch auch bei meinem Beispiel mit [mm] f(x)=x^2 [/mm]  vor , oder?

Bezug
                                                                        
Bezug
Untersumme und Obersumme: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:52 Di 14.09.2010
Autor: MathePower

Hallo Mathics,


> okey =)
>  
> aber ich verstehe immer noch nciht was "a" sein. Das komm
> doch auch bei meinem Beispiel mit [mm]f(x)=x^2[/mm]  vor , oder?


a ist die untere Intervallgrenze, b die obere Intervallgrenze.


Gruss
MathePower

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Untersumme und Obersumme: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 19:09 Di 14.09.2010
Autor: Mathics

ja und kommt das bei meinem Beispiel mit [mm] f(x)=x^2 [/mm] vor? ich kanns irgendwie nicht finden :(

Bezug
                                                                                        
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Untersumme und Obersumme: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:28 Di 14.09.2010
Autor: MathePower

Hallo Mathics,

> ja und kommt das bei meinem Beispiel mit [mm]f(x)=x^2[/mm] vor? ich
> kanns irgendwie nicht finden :(


In Deinem Beispiel mit [mm]f(x)=x^2[/mm] ist a=0 und b=2.

Daher auch [mm]\bruch{2-0}{n}=\bruch{2}{n}[/mm]


Gruss
MathePower



Bezug
                                                                                                
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Untersumme und Obersumme: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 20:52 Di 14.09.2010
Autor: Mathics

ok. ich habe also

$ [mm] O=\summe_{i=0}^{n-1}\bruch{b-a}{n}\cdot f\left(i\cdot{}\bruch{b-a}{n}+a\right) [/mm] $

wie berechne ich denn jetzt b und a; sprich die obere und untere Intervallgrenze?

a=0 und b=2  oder?

also:  $ [mm] O=\summe_{i=0}^{n-1}\bruch{2}{n}\cdot f\left(i\cdot{}\bruch{2}{n}+0\right) [/mm] $

so oder?

Bezug
                                                                                                        
Bezug
Untersumme und Obersumme: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 21:05 Di 14.09.2010
Autor: MathePower

Hallo Mathics,

> ok. ich habe also
>  
> [mm]O=\summe_{i=0}^{n-1}\bruch{b-a}{n}\cdot f\left(i\cdot{}\bruch{b-a}{n}+a\right)[/mm]
>  
> wie berechne ich denn jetzt b und a; sprich die obere und
> untere Intervallgrenze?
>  
> a=0 und b=2  oder?


Genau.


>  
> also:  [mm]O=\summe_{i=0}^{n-1}\bruch{2}{n}\cdot f\left(i\cdot{}\bruch{2}{n}+0\right)[/mm]
>  
> so oder?


Ja.


Gruss
MathePower

Bezug
                                                                                                                
Bezug
Untersumme und Obersumme: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 21:35 Di 14.09.2010
Autor: Mathics

ok. kannst du mir noch ebn erklären, wie diese Teil hier zustande kommt?
das verstehe ich noch nicht so ganz:

[mm] f\left(i\cdot{}\bruch{2}{n}+0\right) [/mm]

Danke.

Lg


Bezug
                                                                                                                        
Bezug
Untersumme und Obersumme: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 21:45 Di 14.09.2010
Autor: MathePower

Hallo Mathics,

> ok. kannst du mir noch ebn erklären, wie diese Teil hier
> zustande kommt?
>  das verstehe ich noch nicht so ganz:
>  
> [mm]f\left(i\cdot{}\bruch{2}{n}+0\right)[/mm]


Das sind die Funktionswerte an den Zwischenstellen [mm]i*\bruch{2}{n}[/mm].


>
> Danke.
>  
> Lg
>  


Gruss
MathePower

Bezug
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