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Forum "Integralrechnung" - Vorgegebener Flächeninhalt
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Vorgegebener Flächeninhalt: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 21:07 Mi 07.11.2007
Autor: Ailien.

Aufgabe
Bestimme k so, dass der GRaph der Funktion f mit der 1. Achse eine Fläche vom angegebenen Flächeninhalt A einschließt.
f(x)=kx³-4x;      A=16


Huhu Leute!
Bräucht mal eure Hilfe und zwar hänge ich schon ziemlich am Anfang.
Wollte zunächst die Nummstellen bestimmen, sodass ich dann au die Integrationsgrenzen komme. Habe also nun 0=kx³-4x. Habe dann +4x gerechnet, sodass ich auf 4x=kx³ komme. Allerdings fehlt mir nun hier der nötige Grips. Ich muss ja nach x auflösen, aber wie soll ich das anstellen? Durch die 4 teilen?

Wäre euch für Hilfe sehr dankbar!
LG; Ailien

        
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Vorgegebener Flächeninhalt: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 21:15 Mi 07.11.2007
Autor: Steffi21

Hallo, du machst es dir unnötig schwer:

[mm] 0=kx^{3}-4x [/mm] jetzt x ausklammern
[mm] 0=x(kx^{2}-4) [/mm]

[mm] x_1=0 [/mm]
[mm] 0=kx^{2}-4 [/mm]

[mm] x_2_3=\pm [/mm] ...

Steffi

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Vorgegebener Flächeninhalt: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 21:26 Mi 07.11.2007
Autor: Ailien.

Ahhhhh das ist gut ;-)
Sind dann X2,3= [mm] \pm \wurzel{4/k} [/mm]

Würde ich doch so sagen ;)

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Vorgegebener Flächeninhalt: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 21:28 Mi 07.11.2007
Autor: Steffi21

Ja, Steffi

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Vorgegebener Flächeninhalt: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 21:34 Mi 07.11.2007
Autor: Ailien.

Gut ok,soweit hab ich alles.
Aber was kommt nun? Jetztsind doch meine Integrationsgrenzen [mm] -\wurzel{4/k} [/mm] und [mm] +\wurzel{4/k}. [/mm] Aber da ich doch nur ungerade Exponenten habe, müsste da nicht 0 rauskommen? Ich habe das mal so gelernt das wenn man die gleichen Grenzen im negativen und positiven Bereich hat und die Funktion nur ungerade Exponenten hat, das dann 0 rauskommt...oder bin ich da auf dem falschen weg?

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Vorgegebener Flächeninhalt: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 21:38 Mi 07.11.2007
Autor: Steffi21

Hallo, das Bild besagt eigentlich alles:

[mm] |\integral_{-\wurzel{\bruch{4}{k}}}^{0}{f(x) dx}|=|\integral_{0}^{\wurzel{\bruch{4}{k}}}{f(x) dx}|=8 [/mm]

die Funktion ist punktsymmetrisch zu (0; 0)

[Dateianhang nicht öffentlich]

Steffi

Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: png) [nicht öffentlich]
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Vorgegebener Flächeninhalt: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 21:50 Mi 07.11.2007
Autor: Ailien.

Oh Gott das ist ja doch alles etwas schwieriger. Habe ich die Ableitung so richtig gebildet?
[mm] (k/4)x^4-2x² [/mm]
Dann brauch ich ja nur von 0 bis [mm] \wurzel{4/k} [/mm] integrieren und dann zum Schluss mal 2 rechnen oder? Stehe gerade etwas auf dem Schlauch :D

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Vorgegebener Flächeninhalt: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 22:07 Mi 07.11.2007
Autor: Steffi21

Hallo

[mm] \bruch{k}{4}x^{4}-2x^{2} [/mm] ist richtig, aber aufpassen, das ist deine Stammfunktion und nicht die Ableitung, setzte jetzt die obere Grenze [mm] \wurzel{\bruch{4}{k}} [/mm] ein, die untere Grenze 0, wird ja zu Null,

[mm] |\bruch{k}{4}(\wurzel{\bruch{4}{k}})^{4}-2(\wurzel{\bruch{4}{k}})^{2}|=8 [/mm]

dir muß noch klar werden, warum hier 8 steht, schau dir meine Skizze an, grüne und blaue Fläche sind jeweils 8FE, durch die Punktsymmetrie brauchst du aber nur die blaue oder grüne Fläche zu berechnen, denn 8FE + 8FE = 16FE,

die obige Gleichung nach k auflösen, k= ....

Steffi

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Vorgegebener Flächeninhalt: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 12:21 Do 08.11.2007
Autor: Ailien.

Doch, doch. Das ist mir klar. Mein Problem besteht jetzt aber noch mehr darin nach k aufzulösen :-(.
Kann sowas einfach nicht.
Wenn ich auch die Gleichung nun in den Taschenrechner eingebe und mir dazu die 8 als Flächeninhalt ansehe, dann schneiden sich die Geraden gar nicht....hmmm =/

Bezug
                                                                        
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Vorgegebener Flächeninhalt: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 12:32 Do 08.11.2007
Autor: M.Rex

Hallo

> Doch, doch. Das ist mir klar. Mein Problem besteht jetzt
> aber noch mehr darin nach k aufzulösen :-(.
>  Kann sowas einfach nicht.
>  Wenn ich auch die Gleichung nun in den Taschenrechner
> eingebe und mir dazu die 8 als Flächeninhalt ansehe, dann
> schneiden sich die Geraden gar nicht....hmmm =/

Welche Geraden?


Also:

Du hast:


[mm] |\bruch{k}{4}(\wurzel{\bruch{4}{k}})^{4}-2(\wurzel{\bruch{4}{k}})^{2}|=8 [/mm]

Jetzt gilt ja:

[mm] (\wurzel{a})^{4}=((\wurzel{a})²)^{2}=a² [/mm]
Somit:
[mm] |\bruch{k}{4}(\wurzel{\bruch{4}{k}})^{4}-2(\wurzel{\bruch{4}{k}})^{2}|=8 [/mm]
[mm] \gdw\bruch{k}{4}(\bruch{4}{k})^{2}-2\bruch{4}{k}=8 [/mm]
[mm] \gdw\bruch{k}{4}\bruch{16}{k²}-\bruch{8}{k}=8 [/mm]
[mm] \gdw\bruch{16k}{4k²}-\bruch{8}{k}=8 [/mm]
[mm] \gdw\bruch{4}{k}-\bruch{8}{k}=8 [/mm]
[mm] \gdw\bruch{4-8}{k}=8 [/mm]
[mm] \gdw\bruch{-4}{k}=8 [/mm]
[mm] \gdw-4=8k [/mm]
[mm] \gdw [/mm] k=...

Marius

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Vorgegebener Flächeninhalt: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 12:38 Do 08.11.2007
Autor: Ailien.

k= -0.5

Dankeeee :)

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Vorgegebener Flächeninhalt: Richtig!
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 12:42 Do 08.11.2007
Autor: Roadrunner

Hallo Ailien!


[ok] Das stimmt so ...


Gruß vom
Roadrunner


Bezug
                                                                                
Bezug
Vorgegebener Flächeninhalt: Korrekturmitteilung
Status: (Korrektur) kleiner Fehler Status 
Datum: 14:11 Fr 09.11.2007
Autor: Steffi21

Hallo, M.Rex hat die Betragsstriche "verloren", es heißt ja

[mm] |\bruch{-4}{k}|=8 [/mm]

[mm] k_1=0,5 [/mm]
[mm] k_2=-0,5 [/mm]

es handelt sich jetzt um die Funktion [mm] 0,5x^{3}-4x, [/mm] die Funktion [mm] -0,5x^{3}-4x [/mm] scheidet aus, zu überprüfen ist es über die Nullstellen, zuletzt genannte Funktion hat nur die Nullstelle [mm] x_0=0, [/mm]

Steffi

Bezug
                        
Bezug
Vorgegebener Flächeninhalt: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 21:32 Mi 07.11.2007
Autor: DesterX

Vielleicht der Schönheit wegen:

$ [mm] x_{2,3}= \pm \wurzel{4/k} [/mm] =  [mm] \pm \bruch{2}{\wurzel{k}} [/mm] $ für $ k [mm] \not= [/mm] 0$.

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