Nullstelle

  • Hallo.
    Ich soll die Nullstelle von f(x) genau angeben.
    Und anchließend die eingeschlossene Fläche im Intervall berechnen.

    a) f(x) = x hoch 4 - 0,5 hoch 3 - 3x hoch 2
    Bekannt sind die Intervalle (-1;1.5) und die Nullstelle (2/0).
    Und ich weiß, dass (0/0) eine Nulsstelle ist :)
    Leider komme ich nicht weiter.

    Wäre schön, wenn mir schnell geholfen werden könnte,
    da ich weitere Aufgaben in dieser Art berechnen muss.

  • 0 = x⁴ – 0,5x³ – 3x² = x² ∙ (x² – 0,5x – 3)
    →   x²=0   oder   x²–0,5x–3=0 (p-q-Formel)

  • Danke schön. Ja, dass ist die Aufgabe.
    Habe das soweit verstanden.
    Was ist wenn ich:

    f(x) = 3x hoch 4 + 3x hoch 2 - 6 habe.

    Mmh, ich kann doch kein x ausklammern, wegen der 6.
    Und die pQ Formel geht ja nur bei x hoch 2.
    Die Aufgabenstellung ist die Gleiche.
    Eine Nullstelle ist bereits in der Aufgabe bekannt, die (1/0).
    Würde mich über weitere Unterstützung freuen! :)

    • Offizieller Beitrag
    Zitat

    Was ist wenn ich:

    f(x) = 3x hoch 4 + 3x hoch 2 - 6 habe.


    Alle x haben nur Exponenten, die durch 2 teilbar sind. Hier kannst du x² durch a ersetzen (Substitution):
    [TEX]f(x) = 3x^4 + 3x^2 - 6[/TEX]
    [TEX]a = x²[/TEX]

    [TEX]f(a) = 3a^2 + 3a - 6[/TEX]
    [TEX]f(a) = a^2 + a - 2[/TEX]

    Diese quadratische Funktion kannst du lösen:
    [TEX]f(a) = (a - 1) (a + 2)[/TEX]
    [TEX]a_1 = 1[/TEX] und [TEX]a_2 = -2[/TEX]

    Und anschließend die Substitution wieder rückgängig machen:
    [TEX]x_1² = a_1[/TEX]
    [TEX]x_1 = \sqrt{a_1} = \sqrt{1} = +-1[/TEX]
    [TEX]x_2² = a_2[/TEX]
    [TEX]x_1 = \sqrt{a_2} = \sqrt{-2} !![/TEX]

    Lösung: [TEX]x = +-1[/TEX]

    LG nif7

  • Danke für die schnelle Antwort.
    Leider hatte ich das Substitutionsverfahren noch nicht in der Schule
    durch genommen und verstehe es nicht. Die erste Aufgabe kann ich gut nachvollziehen,
    aber die zweite Aufgabe ist mir zu kompliziert. Polynomdivision?

    • Offizieller Beitrag

    Da dir schon eine Nullstelle bekannt ist, wäre die Polynomdivision eine Möglichkeit. Dabei erhälst du dann allerdings ein Polynom 3. Grades...

    Man könnte dann argumentieren, dass die ursprüngliche Funktion symmetrisch zur y-Achse ist (wegen der ausschließlich geraden Exponenten) und damit belegen, dass auch (-1|0) eine Nullstelle ist (erneute Polynomdivision + p-q-Formel = Lösung)

    Andererseits wäre die Substituion wohl wesentlich einfacher (wahrscheinlich Stoff der Mittelstufe) ;)

    LG nif7

  • Okay, wenn das Substituitonsverfahren einfacher ist, bin ich dafür offen :)
    Versuche es zu verstehen, aber
    müsste es nicht x hoch 2 + 1 - 6 heißen?

    Bei Aufgabe 1 beträgt der Flächeninhalt: 4,28 oder?

    • Offizieller Beitrag

    Sorry, ich sehe gerade, dass ich oben einen kleinen Fehler gemacht habe. Ich darf die Drei erst wegfallen lassen, wenn ich den Funktionsterm gleich Null gesetzt habe und nicht schon vorher :oops:
    Unten ist deshalb der Funktionsterm gleich Null gesetzt

    Der Rest sollte aber stimmen.
    Durch eine Substitution ersetzt du einfach einen Term durch einen anderen (in diesem Fall x² durch a). Du kannst die Substitution jederzeit rückgängig machen:
    [TEX]x² = a[/TEX]

    [TEX]0 = a² + a - 2[/TEX]

    [TEX]0 = (x²)² + (x²) - 2[/TEX]

    [TEX]0 = x^4 + x^2 - 2[/TEX]

    [TEX]0 = 3x^4 + 3x^2 - 6[/TEX]

    Zum Integral:
    Laut wolframalpha.com kommt da was anderes raus...

    LG nif7

  • Danke für die Hilfe!
    Bei der ersten Aufgabe kommt laut wolframalpha -3.... heraus.
    Leider kommt bei mir etwas anderes heraus, nämlich 4,93.
    Meine Schritte.
    Stammfunktion: f(x)= 1/5 x^5 - 0,125x^4 - 1x^3
    -1 bis 0 integriert. Ergebnis -0,675
    0 bis 1,5 integriert. Ergebnis 4,26
    Endergenis 4,93

    Hat jemand eine Idee, wo mein Fehler ist?
    Habe ich vielleicht falsche Grenzen zum integrieren benutzt?

    • Offizieller Beitrag
    Zitat

    -1 bis 0 integriert. Ergebnis -0,675


    stimmt

    Zitat

    0 bis 1,5 integriert. Ergebnis 4,26


    Hier müsste ebenfalls was Negatives rauskommen, da auch hier der Graph unterhalb der x-Achse liegt... (ungefähr -2,5)

    LG nif7