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Forum "Differentiation" - Werte streng monoton
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Werte streng monoton: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 20:17 Sa 24.05.2008
Autor: Anna-Lyse

Hallo,

es sei a [mm] \in \IR [/mm] und f : [mm] ]-1,\infty[ \to \IR [/mm]
f(x) := [mm] \bruch{1+ax}{1+x} [/mm] differenzierbar.

Ich möchte nun alle Werte von a [mm] \in \IR [/mm] angeben, für die f streng monoton
ist.
Also habe ich die erste Ableitung gebildet
f'(x) = [mm] \bruch{a-1}{(1+x)^2} [/mm]

d.h.
für alle a [mm] \le [/mm] 0 ist f streng monoton fallend und
für alle a > 1 ist f streng monoton wachsend.

Habe ich das so richtig "erkannt"?

Danke,
Anna

        
Bezug
Werte streng monoton: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 20:25 Sa 24.05.2008
Autor: schachuzipus

Hallo Anna,

> Hallo,
>  
> es sei a [mm]\in \IR[/mm] und f : [mm]]-1,\infty[ \to \IR[/mm]
> f(x) := [mm]\bruch{1+ax}{1+x}[/mm] differenzierbar.
>  
> Ich möchte nun alle Werte von a [mm]\in \IR[/mm] angeben, für die f
> streng monoton
> ist.
>  Also habe ich die erste Ableitung gebildet
>  f'(x) = [mm]\bruch{a-1}{(1+x)^2}[/mm] [ok]
>  
> d.h.
>  für alle a [mm]\le[/mm] 0

du meinst [mm] $a\le [/mm] 1$ (bzw. $a<1$, für a=1 ist das Ding konstant [mm] \equiv [/mm] 1)

> ist f streng monoton fallend und
> für alle a > 1 ist f streng monoton wachsend. [ok]
>  
> Habe ich das so richtig "erkannt"?

Jo

>  
> Danke,
>  Anna


LG

schachuzipus

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Bezug
Werte streng monoton: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 20:30 Sa 24.05.2008
Autor: Anna-Lyse

Hallo schachuzipus ,

> du meinst [mm]a\le 1[/mm] (bzw. [mm]a<1[/mm], für a=1 ist das Ding konstant
> [mm]\equiv[/mm] 1)

Ja genau, das meinte ich. Kleiner Tippfehler :-)
  

> > ist f streng monoton fallend und
> > für alle a > 1 ist f streng monoton wachsend. [ok]
>  >  
> > Habe ich das so richtig "erkannt"?
>  
> Jo

Super. Allerdings wenn ich jetzt mal für a=5 die Funktion mir anschaue,
dann hat sie doch im Intervall ]-1,0[ einen Wendepunkt?
Ist meine Aussage also doch nicht korrekt?   [verwirrt]

Gruß,
Anna

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Werte streng monoton: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 20:37 Sa 24.05.2008
Autor: schachuzipus

Hi,

wo genau soll denn da ein Wendepunkt sein?

Ich sehe da keine, keine der Ableitungen (auch höhere) von f haben NSTen


LG

schachuzipus



Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: png) [nicht öffentlich]
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Werte streng monoton: Sorry
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 20:44 Sa 24.05.2008
Autor: Anna-Lyse

Hallo,

ich sollte einfach nur rechnen und nicht nochmal neugierigerweise danach
mir eine Funktion plotten lassen. Vor allen Dingen nicht, wenn man
dabei einen Tippfehler macht ;-)

Also sorry, Du/wir hatten natürlich Recht.

Danke,
Anna

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Werte streng monoton: D bestimmen
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 20:49 Sa 24.05.2008
Autor: Anna-Lyse

Hallo,

wie mache ich denn das jetzt, wenn ich
D := [mm] f(]-1,\infty[) [/mm] für alle a [mm] \in \IR [/mm] bestimmen möchte?

Danke,
Anna

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Werte streng monoton: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 20:54 Sa 24.05.2008
Autor: schachuzipus

Hallo,

Edit: Aufgrund meiner akuten Blindheit habe ich die Frage falsch gelesen und stelle schnell den Status zurück [sorry]

[haee]

Das hast du doch schon in deinem ersten post richtig gemacht.

Du kannst ja noch als Begründung dazuschreiben, dass für alle $a>1$ der Zähler der ersten Ableitung >0 ist, der Nenner sowieso, also insbesondere für alle [mm] $x\in(-1,\infty)$ [/mm]

Damit ist die 1. Ableitung für a>1 stets positiv, also ist f mon. wachsend für a>1

Aber du bist eigentlich schon lange fertig ;-)

Oder verstehe ich deine Frage falsch?


Gruß

schachuzipus

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Werte streng monoton: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 21:01 Sa 24.05.2008
Autor: Anna-Lyse

Hallo schachuzipus.
  

> Edit: Aufgrund meiner akuten Blindheit habe ich die Frage
> falsch gelesen und stelle schnell den Status zurück [sorry]

Kein Problem, ging mir ja gerade nicht anders :-)

Ist es nicht so, dass D = ]- [mm] \infty, \infty [/mm] [ sein müsste und ich
einfach zeige müsste, dass f weder nach oben noch nach unten beschränkt ist?

Danke,
Anna

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Werte streng monoton: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 21:01 Sa 24.05.2008
Autor: schachuzipus

Oh wei, neuer Versuch ;-)

Also nimm dir mal den Funktionsterm [mm] f_a(x) [/mm] her

Untersuche [mm] $\lim\limits_{x\downarrow -1}{f_a(x)}$ [/mm] und [mm] $\lim\limits_{x\to\infty}f_a(x)$ [/mm]

Dann weißt du, dass [mm] $f_a$ [/mm] stetig ist auf [mm] $(-1,\infty)$, [/mm] also....


LG

schachuzipus

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Werte streng monoton: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 21:31 Sa 24.05.2008
Autor: Anna-Lyse

Hallo schachuzipus,

also ist es so wie ich vorhin schon schrieb, dass D = [mm] ]-\infty,\infty[ [/mm]  für alle [mm] a\in \IR [/mm] ?

Danke,
Anna


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Werte streng monoton: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 22:10 Sa 24.05.2008
Autor: schachuzipus

Hallo Anna,

war gerade noch schnell schnell einkaufen, der letzte im Laden, wie immer ;-)


> Hallo schachuzipus,
>  
> also ist es so wie ich vorhin schon schrieb, dass D =
> [mm]]-\infty,\infty[[/mm]  für alle [mm]a\in \IR[/mm] ? [notok]

Nein, das stimmt nicht.

Für den GW für [mm] $x\to\infty$ [/mm] klammere in Zähler und Nenner x aus und kürze, der GW für [mm] $x\downarrow [/mm] -1$ (bzw sein Vorzeichen) hängt von a ab

Zeig mal deine Rechnung

>  
> Danke,
>  Anna
>  

LG

schachuzipus


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Bezug
Werte streng monoton: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 11:59 Fr 30.05.2008
Autor: Anna-Lyse

Hallo schachuzipus,

sorry, dass ich jetzt erst wieder schreibe!! Hatte die vergangenen Tage immer
wieder einen Anlauf genommen, aber wurde dann durch andere Dinge
doch wieder davon abgehalten.  :-(

> war gerade noch schnell schnell einkaufen, der letzte im
> Laden, wie immer ;-)

Ja, das kenne ich auch  [happy]. Gut, dass es jetzt schon Supermärkte
gibt, die rund um die Uhr aufhaben. [lichtaufgegangen]


Was nun den Grenzwert betrifft:
[mm] \limes_{x\rightarrow\infty} \bruch{1+ax}{1+x} [/mm] = [mm] \bruch{x(\bruch{1}{x}+a)}{x(\bruch{1}{x}+1)} [/mm] = a

Also ist
D =  [mm][a,\infty[[/mm]  für alle [mm]a\in \IR[/mm]

Oder habe ich da schon wieder was falsch gerechnet? [verwirrt]

Danke,
Anna

Bezug
                                                        
Bezug
Werte streng monoton: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 12:29 Fr 30.05.2008
Autor: schachuzipus

Hallo nochmal, Anna,

> Hallo schachuzipus,
>  
> sorry, dass ich jetzt erst wieder schreibe!! Hatte die
> vergangenen Tage immer
>  wieder einen Anlauf genommen, aber wurde dann durch andere
> Dinge
>  doch wieder davon abgehalten.  :-(
>  
> > war gerade noch schnell schnell einkaufen, der letzte im
> > Laden, wie immer ;-)
>  
> Ja, das kenne ich auch  [happy]. Gut, dass es jetzt schon
> Supermärkte
>  gibt, die rund um die Uhr aufhaben. [lichtaufgegangen]

Boah, da bin ich jetzt aber neidisch, hier in Kölle ist um 22 Uhr Feierabend ;-)

>  
>
> Was nun den Grenzwert betrifft:
>  [mm]\limes_{x\rightarrow\infty} \bruch{1+ax}{1+x}[/mm] =
> [mm]\bruch{x(\bruch{1}{x}+a)}{x(\bruch{1}{x}+1)}[/mm] = a [ok]
>  
> Also ist
>  D =  [mm][a,\infty[[/mm]  für alle [mm]a\in \IR[/mm]

Hmm, der GW für [mm] $x\downarrow [/mm] -1$ von [mm] $f_a(x)$ [/mm] hängt aber doch von $a$ ab, oder sehe ich das falsch?

Das Biest strebt doch gegen [mm] $\frac{1-a}{0}=\begin{cases} \infty, & \mbox{für } a < 1 \\ -\infty , & \mbox{für } a > 1 \end{cases}$ [/mm]

Für $a=1$ ist [mm] $f_a(x)=\frac{1+x}{1+x}=1$, [/mm] also [mm] $\lim\limits_{x\downarrow -1}f_1(x)=1$ [/mm]

Also hast du als Bild von [mm] $(-1,\infty)$ [/mm] unter [mm] $f_a$: [/mm]

(1) [mm] $(a,\infty)$ [/mm] für $a < 1$

(2) [mm] $(-\infty,a)$ [/mm] für $a > 1$

(3) [mm] $\{1\}$ [/mm] für $a=1$

>
> Oder habe ich da schon wieder was falsch gerechnet?
> [verwirrt]
>  
> Danke,
>  Anna


Bis dann und LG

schachuzipus

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Bezug
Werte streng monoton: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 12:46 Fr 30.05.2008
Autor: Anna-Lyse

Hallo schachuzipus,

DANKE für Deine schnelle Antwort!
  

> Boah, da bin ich jetzt aber neidisch, hier in Kölle ist um
> 22 Uhr Feierabend ;-)

Echt? Hätte ich jetzt gar nicht über Köln gedacht :-)
  

> Hmm, der GW für [mm]x\downarrow -1[/mm] von [mm]f_a(x)[/mm] hängt aber doch
> von [mm]a[/mm] ab, oder sehe ich das falsch?

Nein, ich glaube nicht, dass Du das falsch siehst.
  

> Das Biest strebt doch gegen [mm]\frac{1-a}{0}=\begin{cases} \infty, & \mbox{für } a < 1 \\ -\infty , & \mbox{für } a > 1 \end{cases}[/mm]
>  
> Für [mm]a=1[/mm] ist [mm]f_a(x)=\frac{1+x}{1+x}=1[/mm], also
> [mm]\lim\limits_{x\downarrow -1}f_1(x)=1[/mm]
>  
> Also hast du als Bild von [mm](-1,\infty)[/mm] unter [mm]f_a[/mm]:
>  
> (1) [mm](a,\infty)[/mm] für [mm]a < 1[/mm]
>  
> (2) [mm](-\infty,a)[/mm] für [mm]a > 1[/mm]
>  
> (3) [mm]\{1\}[/mm] für [mm]a=1[/mm]
>  

Hm, im Grunde lag ich doch dann mit meiner Erstberechnung doch nicht
so falsch, als ich D := [mm] ]-\infty,\infty[ [/mm] für alle [mm] a\in \IR [/mm] definiert habe.
Ich habe lediglich vergessen a=1 davon auszunehmen.
Oder wäre es falsch zu schreiben:
D := [mm] ]-\infty,\infty[ [/mm] für alle a [mm] \in \IR \setminus [/mm] {1} und D:= 1 für a = 1

Gruß,
Anna

Bezug
                                                                        
Bezug
Werte streng monoton: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 12:53 Fr 30.05.2008
Autor: schachuzipus

So hallo nochmal, bin auf dem Sprung, also ganz kurz:



> Hm, im Grunde lag ich doch dann mit meiner Erstberechnung
> doch nicht
>  so falsch, als ich D := [mm]]-\infty,\infty[[/mm] für alle [mm]a\in \IR[/mm]
> definiert habe.
>  Ich habe lediglich vergessen a=1 davon auszunehmen.
>  Oder wäre es falsch zu schreiben:
>  D := [mm]]-\infty,\infty[[/mm] für alle a [mm]\in \IR \setminus[/mm] {1}

Das würde bedeuten, dass du sagst, dass auch für zB a=4 das Bild von [mm] $(-1,\infty)$ [/mm] unter [mm] $f_4(x)$ [/mm] das Intervall [mm] $(-\infty,\infty)$ [/mm] ist

Und das stimmt ja nicht, oder? Haben wir ja oben gesehen

Ich denke, du solltest diese geteilte Schreibweise verwenden, je nach a ist das Bild ein anderes, wenn du's so einheitlich schreibst, dann stimmt's einfach nicht ;-)


und

> D:= [mm] \red{\{1\}} [/mm]

Das ist ne Menge

> für a = 1
>  
> Gruß,
>  Anna


Dito

schachuzipus

Bezug
                                                                                
Bezug
Werte streng monoton: Danke!
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 12:59 Fr 30.05.2008
Autor: Anna-Lyse

Hallo schachuzipus,

Du hast natürlich Recht. Ich sehe es ein, ohne die geteilte
Schreibweise ist meine Definition von D doch falsch.
Und auch die Klammern bei der 1 habe ich vergessen. Stimmt.

Vielen Dank, dass Du mir trotz wenig Zeit noch so geholfen hast!!

Spring nicht zu tief (ins Wasser) ;-) und einen schönen Sonnentag!

Gruß,
Anna

Bezug
                                                                
Bezug
Werte streng monoton: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 13:17 Mo 02.06.2008
Autor: Anna-Lyse

Hallo,

ich habe nochmal eine kurze Frage dazu:

> Also hast du als Bild von [mm](-1,\infty)[/mm] unter [mm]f_a[/mm]:
>  
> (1) [mm](a,\infty)[/mm] für [mm]a < 1[/mm]

Es ist doch ein offenes Intervall, also ]a, [mm] \infty[ [/mm] und nicht
ein rechts halboffenes Intervall [mm] [a,\infty[ [/mm] oder?

> (2) [mm](-\infty,a)[/mm] für [mm]a > 1[/mm]

Hier ebenso ein offenes Intervall?!
  

Danke,
Anna

Bezug
                                                                        
Bezug
Werte streng monoton: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 13:28 Mo 02.06.2008
Autor: schachuzipus

Hallo Anna,

> Hallo,
>  
> ich habe nochmal eine kurze Frage dazu:
>  
> > Also hast du als Bild von [mm](-1,\infty)[/mm] unter [mm]f_a[/mm]:
>  >  
> > (1) [mm](a,\infty)[/mm] für [mm]a < 1[/mm]
>  
> Es ist doch ein offenes Intervall, also ]a, [mm]\infty[[/mm] [ok] und
> nicht
>  ein rechts halboffenes Intervall [mm][a,\infty[[/mm] oder?

genau, es ist das offene Intervall gemeint

>  
> > (2) [mm](-\infty,a)[/mm] für [mm]a > 1[/mm]
>  
> Hier ebenso ein offenes Intervall?!

Jau

>    
>
> Danke,
>  Anna


Gruß

schachuzipus

Bezug
                                                                                
Bezug
Werte streng monoton: Danke!
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 13:39 Mo 02.06.2008
Autor: Anna-Lyse

Hallo schachuzipus,

DANKE!

Gruß,
Anna


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Werte streng monoton: Umkehrfunktion
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 13:45 Mo 02.06.2008
Autor: Anna-Lyse

Hallo,

ich möchte nun [mm] (f^{-1})'(1) [/mm] bestimmen.
Das müsste ja gehen, weil die Umkehrfunktion [mm] f^{-1} [/mm] ja für alle a [mm] \in \IR \setminus [/mm] {1}
existiert, korrekt?

Also habe ich [mm] (f^{-1})'(1) [/mm] = 1-a errechnet (für alle a [mm] \in \IR \setminus [/mm] {1}).
Stimmt das?

Danke,
Anna

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Bezug
Werte streng monoton: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 14:18 Mo 02.06.2008
Autor: angela.h.b.


> Also habe ich [mm](f^{-1})'(1)[/mm] = 1-a errechnet (für alle a [mm]\in \IR \setminus[/mm]
> {1}).
>  Stimmt das?

Hallo,

ich bekomme etwas anderes.

Es ist doch [mm] (f^{-1})'(y) [/mm] =( [mm] f'(x))^{-1}, [/mm]

also [mm] (f^{-1})'(1) [/mm] =( [mm] f'(0))^{-1}=? [/mm]

Gruß v. Angela



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Bezug
Werte streng monoton: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 14:25 Mo 02.06.2008
Autor: Anna-Lyse

Hallo Angela,

huch, ich habe wie ich sehe hier  die 1 vergessen, ich habe
[mm] \bruch{1}{a-1} [/mm] raus, stimmt das?

Ich habe so gerechnet:
[mm] (f^{-1})'(1)=\bruch{1}{f'(0)}=\bruch{1}{a-1} [/mm]
für alle a [mm] \in \IR \subsetminus [/mm] {1}

Danke,
Anna

Bezug
                                
Bezug
Werte streng monoton: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 14:33 Mo 02.06.2008
Autor: angela.h.b.

Hallo,

ja, so ist's richtig.

Gruß v. Angela

Bezug
                                        
Bezug
Werte streng monoton: Danke!
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 14:35 Mo 02.06.2008
Autor: Anna-Lyse

Hallo Angela,

super. Danke.

Gruß,
Anna

Bezug
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