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Forum "Exp- und Log-Funktionen" - Kurvenschar mit e-Funktion
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Kurvenschar mit e-Funktion: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 23:50 Mi 25.02.2009
Autor: Nima

Aufgabe
Gegeben sei die Funktionenschar fa(x) = [mm] \bruch{1}{2} [/mm] x + [mm] ae^{-x} [/mm] , a>0

a) Für welchen Wert von a liegt das Minimum auf der x-Achse?

Hallo ihr da draußen!

Die Aufgabe oben finde ich unlösbar... Ich habe erstmal die erste Ableitung gebildet:

fa'(x) = [mm] \bruch{1}{2} [/mm] - [mm] ae^{-x} [/mm]

Diese habe ich dann 0 gesetzt und nach x aufgelöst:

x = ln(2a)

Dies müsste nun die x-Koordinate des Minimums sein. Die y-Koordinate bekommt man also heraus indem man diesen Wert für x in die Funktion einsetzt:

fa(ln(2a)) = [mm] \bruch{1}{2} [/mm] ln(2a) + [mm] ae^{-ln(2a)} [/mm]

Da das Minimum auf der x-Achse liegen soll, muss die y-Koordinate zwangsweise 0 sein, also habe ich diesen obigen Term gleich 0 gesetzt und komme dann auf a = 0 .

Das ist aber laut Aufgabe gar nicht möglich, denn es soll ja a > 0 gelten...

Könntet ihr da vielleicht weiterhelfen? Das wäre echt toll...

Danke!

        
Bezug
Kurvenschar mit e-Funktion: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 00:02 Do 26.02.2009
Autor: rainerS

Hallo!

> Gegeben sei die Funktionenschar [mm]f_a(x) = \bruch{1}{2} x + ae^{-x}[/mm] , $a>0$
>  
> a) Für welchen Wert von a liegt das Minimum auf der x-Achse?
>  Hallo ihr da draußen!
>  
> Die Aufgabe oben finde ich unlösbar... Ich habe erstmal die
> erste Ableitung gebildet:
>  
> [mm]f_a'(x) = \bruch{1}{2} - ae^{-x}[/mm]
>  
> Diese habe ich dann 0 gesetzt und nach x aufgelöst:
>  
> $x = [mm] \ln(2a)$ [/mm]

[ok]

> Dies müsste nun die x-Koordinate des Minimums sein. Die
> y-Koordinate bekommt man also heraus indem man diesen Wert
> für x in die Funktion einsetzt:
>  
> [mm]f_a(\ln(2a)) = \bruch{1}{2}\ln(2a) + ae^{-\ln(2a)}[/mm]

[ok]

> Da das Minimum auf der x-Achse liegen soll, muss die
> y-Koordinate zwangsweise 0 sein, also habe ich diesen
> obigen Term gleich 0 gesetzt

Richtig.

> und komme dann auf a = 0 .

Da hast du dich verrechnet. Ich würde sagen, du hast [mm] $\bruch{1}{2}\ln(2a) \red{-} ae^{-\ln(2a)}$ [/mm] statt [mm] $\bruch{1}{2}\ln(2a) [/mm] + [mm] ae^{-\ln(2a)}$ [/mm] genommen.

Viele Grüße
   Rainer

Bezug
                
Bezug
Kurvenschar mit e-Funktion: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 00:11 Do 26.02.2009
Autor: Nima

Leider nein, ich habe die y-Koordinate gleich 0 gesetzt:

[mm] \bruch{1}{2} [/mm] ln(2a) + [mm] ae^{-ln(2a)} [/mm] = 0

Dann habe ich ausgeklammert:

a ( [mm] \bruch{1}{2} [/mm] ln2 + [mm] e^{-ln(2a)} [/mm] ) = 0

Ich bin dann so auf a = 0 gekommen, bin mir aber nicht sicher ob man hier a überhaupt ausklammern kann. Falls nicht, wie sollte man dann weiterrechnen? Einen Rechenweg sehe ich hier nicht...

Bezug
                        
Bezug
Kurvenschar mit e-Funktion: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 01:26 Do 26.02.2009
Autor: Blech

Hi,

> Dann habe ich ausgeklammert:
>  
> a ( [mm]\bruch{1}{2}[/mm] ln2 + [mm]e^{-ln(2a)}[/mm] ) = 0
>  
> Ich bin dann so auf a = 0 gekommen, bin mir aber nicht
> sicher ob man hier a überhaupt ausklammern kann. Falls

Nein. Dann müßte ja [mm] $\ln(2a)=a\ln(2)$ [/mm] sein. Wenn das der Fall wäre, wäre das Leben viel einfacher (oder auch nicht. Die entstehenden Widersprüche würden die Mathematik nutzlos machen, und wir säßen noch in unseren Höllen ohne Internetanschluß)

[mm] $\ln(2a)=\ln(2)+\ln(a)$ [/mm] ging höchstens, hilft hier aber nicht weiter.


> nicht, wie sollte man dann weiterrechnen? Einen Rechenweg
> sehe ich hier nicht...

[mm] $e^{-\ln(2a)}=e^{\ln\left(\frac{1}{2a}\right)}=\frac{1}{2a}$ [/mm]

bzw. [mm] $e^{-\ln(2a)}=\left(e^{\ln(2a)}\right)^{-1}=(2a)^{-1}$, [/mm]
ist nicht ganz so fitzelig klein und führt (natürlich) auf's gleiche.

ciao
Stefan


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