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Forum "Abiturvorbereitung" - Nullstellen einer Sinusfunktio
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Nullstellen einer Sinusfunktio: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 16:30 Di 04.04.2006
Autor: Hans85

Aufgabe
Gegeben ist die Funktion f(x) =2* sin(x) - sin(2x)

a) Untersuchen sie f(x) (für x € R) auf Nullstellen, Extreme und Wendepunkte (im Intervall [mm] [0;2\pi]) [/mm]

Ich habe die versucht die Nullstellen auszurechnen, bin aber irgendwie gescheitert, ich bitte um hilfe:

habe zunächst f(x) = 0 gesetzt

0 = 2 sin(x) - sin(2x) | arcsin

0 = 2x - 2x .... das ist definitiv falsch, wie soll ich statdessen verfahren?

mfg Hans


Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt

        
Bezug
Nullstellen einer Sinusfunktio: Additionstheorem
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 16:38 Di 04.04.2006
Autor: Roadrunner

Hallo Hans!


Verwende folgendes Additionstheorem:

[mm] [quote]$\sin(2x) [/mm] \ = \ [mm] 2*\sin(x)*\cos(x)$[/quote] [/mm]

Dann kannst Du anschließend den Term [mm] $2*\sin(x)$ [/mm] ausklammern.


Gruß vom
Roadrunner


Bezug
                
Bezug
Nullstellen einer Sinusfunktio: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:00 Di 04.04.2006
Autor: Hans85

So, dann hab ich ja

0 = 2sin(x) * (1-cos(x))

gilt jetzt die regel das ich die beiden teile unabhängig von einander betrachten muss?

also:

0 = 2sin(x)

0 = 1-cos(x)

???

Bezug
                        
Bezug
Nullstellen einer Sinusfunktio: Genau!
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:02 Di 04.04.2006
Autor: Roadrunner

Hallo Hans!


Genau so geht es! [daumenhoch]



[aufgemerkt] Schließlich ist ein Produkt genau dann gleich Null, wenn (mindestens) einer der Faktoren gleich Null ist.




Gruß vom
Roadrunner


Bezug
        
Bezug
Nullstellen einer Sinusfunktio: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 18:02 Di 04.04.2006
Autor: Hans85

Jetzt kommen wir zu den Extrema:

f(x) = 2 sin(x) * (1 - cos(x))

f'(x) = 2cos(x) * (1-cos(x)) + 2sin(x) * sin(x)

f'(x) = 2cos(x) - 2cos(x)² + 2 sin(x)²

f'(x) = - 2cos(x) + 2sin(x)²

...

ist dies richtig gerechnet? oder hab ich da fehler?

Bezug
                
Bezug
Nullstellen einer Sinusfunktio: letzter Schritt ist falsch!
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:25 Di 04.04.2006
Autor: Roadrunner

Hallo Hans!


> f'(x) = 2cos(x) * (1-cos(x)) + 2sin(x) * sin(x)
> f'(x) = 2cos(x) - 2cos(x)² + 2 sin(x)²

Bis hierher stimmt's ... [ok] !

  

> f'(x) = - 2cos(x) + 2sin(x)²

Aber hier ist mir Dein weiterer Schritt unklar! [aeh]


Verwende in der vorletzten Zeile nun:

[mm] [quote]$\sin^2(x)+\cos^2(x) [/mm] \ = \ 1$   [mm] $\gdw$ $\sin^2(x) [/mm] \ = \ [mm] 1-\cos^2(x)$[/quote] [/mm]


Anschließend substituieren $u \ := \ cos(x)$ und die entstehende quadratische Gleichung z.B. mit der MBp/q-Formel lösen.


Gruß vom
Roadrunner


Bezug
                        
Bezug
Nullstellen einer Sinusfunktio: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 06:44 Mi 05.04.2006
Autor: Hans85

Die sache ist nur, das unser lehrer uns dies als zusatz zu der hausaufgabe gegeben hat:


Mögliche ergebnisse für die Ableitungsfunktionen

f'(x) = -4cos²(x) + 2cos(x) +2
f''(x) = 2sin(x) * (4cos(x) - 1)

wie sollen diese ergebnisse möglich sein?

ich bitte um einen lösungsweg

danke und gruß

Hans

Bezug
                                
Bezug
Nullstellen einer Sinusfunktio: genau(er) lesen!
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 07:46 Mi 05.04.2006
Autor: Roadrunner

Hallo Hans!


Hast Du Dir mal meine Antwort genau durchgelesen? Damit erhält man dann exakt das von Deinem Lehrer genannte Ergebnis:

$f'(x) \ = \ [mm] 2*\cos(x) [/mm] - [mm] 2*\cos^2(x) [/mm] + [mm] 2*\blue{\sin^2(x)} [/mm] \ = \ [mm] 2*\cos(x) [/mm] - [mm] 2*\cos^2(x) [/mm] + [mm] 2*\left[\blue{1-\cos^2(x)}\right] [/mm] \ = \ ...$


Für die 2. Ableitung $f''(x)_$ ist dann die MBKettenregel anzuwenden.


Gruß vom
Roadrunner


Bezug
        
Bezug
Nullstellen einer Sinusfunktio: Extremstellen
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 18:19 Mi 12.04.2006
Autor: Hans85

Aufgabe
f(x) = 2sin(x) - sin(2x)

f'(x) = 2cos(x) - 2cos(2x)

Finde die Extremstellen

Es tut mir leid hier nochmal fragen zu müssen aber jedes mal wenn ich versuche die Extremstellen auszurechnen krieg ich was anderes raus, kann mir bitte jemand erklären wie ich die Extremstellen und ihre periodezitet ausrechne?

danke im vorraus

Hans

Bezug
                
Bezug
Nullstellen einer Sinusfunktio: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:28 Mi 12.04.2006
Autor: Disap

Hi Hans85.

> f(x) = 2sin(x) - sin(2x)
>  
> f'(x) = 2cos(x) - 2cos(2x)
>  
> Finde die Extremstellen
>  Es tut mir leid hier nochmal fragen zu müssen aber jedes
> mal wenn ich versuche die Extremstellen auszurechnen krieg
> ich was anderes raus, kann mir bitte jemand erklären wie
> ich die Extremstellen und ihre periodezitet ausrechne?

Also die Ableitung stimmt [daumenhoch], diese musst du gleich null setzen

$0=f'(x)$

$0=2cos(x) - 2cos(2x)$

Soweit ich das in Erinnerung habe, ist das Wort "Additionstheoreme" schon gefallen? Daher musst du aus dem cos(2x) [mm] \rightarrow \red{cos^2(x) - sin^2(x)} [/mm] machen.

$0=2cos(x) - [mm] 2(red{cos^2(x) - sin^2(x)}) [/mm] $

Wobei gilt, $ [mm] 1=sin^2+cos^2$ [/mm]

Das musst du jetzt nach sinus umstellen, in unsere Formel einsetzen und substituieren.

Und was meinst du mit Periode?

Für die Periodizität p gilt

$ p= [mm] \br{2\pi}{b} [/mm] $

Was willst du da genau wissen? Das Problem der Periode bzgl. Extremstellen erübrigt sich, indem wir alles auf "cos(x)" bringen, da steht ja keine zwei mehr in der Klammer.

> danke im vorraus
>  
> Hans

MfG!
Disap

Bezug
                        
Bezug
Nullstellen einer Sinusfunktio: substituieren
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 18:31 Mi 12.04.2006
Autor: Hans85

öhm *hust*....

wie substituiert man?

ich hab k.A. wie das geht!

Bezug
                                
Bezug
Nullstellen einer Sinusfunktio: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 18:35 Mi 12.04.2006
Autor: d_lphin

Hi,


[guckstduhier]  Antwort von Roadrunner


Gruß
Del

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