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Forum "Extremwertprobleme" - komplexe Extremwertprobleme
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komplexe Extremwertprobleme: Rückfrage
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 19:21 So 18.11.2007
Autor: Minela

Also unser neues Thema ist komplexere Extremwertprobleme und die erste Aufgabe dazu ist :"Von welchem Punkt des Graphen von f hat der Punkt Q den kleinsten Abstand?

a) f(x)=1/x und  Q(0/0)


Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.


        
Bezug
komplexe Extremwertprobleme: Abstand zweier Punkte
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:27 So 18.11.2007
Autor: Loddar

Hallo Minela,

[willkommenmr] !!


Der abstand zweier Punkte im [mm] $\IR^2$ [/mm] wird wie folgt (mit einer Formel nach dem Satz des Pythagoras) berechnet:
$$d(P;Q) \ = \ [mm] \wurzel{\left(x_Q-x_P\right)^2+\left(y_Q-y_P\right)^2}$$ [/mm]

In Deinem Falle gilt ja $P \ [mm] \left( \ 0 \ ; \ 0 \ \right)$ [/mm] sowie $Q \ [mm] \left( \ x \ ; \ \bruch{1}{x} \ \right)$ [/mm] .

Damit hast Du dann eine Funktion mit nur noch einer Variablen, für welche Du die Extremwertberechnung (Nullstellen der 1. Ableitung etc.) durchführen kannst.


Kleiner Tipp [aufgemerkt]:

Es vereinfacht Deine Rechnung enorm, wenn Du als Zielfunktion $f(x) \ = \ [mm] d^2(x) [/mm] \ = \ ...$ betrachtest.

Das darfst Du, weil für maximale Werte unter der Wurzel auch die Wurzel selber maximal (oder auch umgekehrt: minimal) wird.


Gruß
Loddar


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komplexe Extremwertprobleme: rückfrage
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 16:41 Mo 19.11.2007
Autor: Minela

Viele,vielen Dank!!
Ich beneide dich für dein Mathefachwissen;)!!!

> Hallo Minela,
>  
> [willkommenmr] !!
>  
>
> Der abstand zweier Punkte im [mm]\IR^2[/mm] wird wie folgt (mit
> einer Formel nach dem Satz des Pythagoras) berechnet:
>  [mm]d(P;Q) \ = \ \wurzel{\left(x_Q-x_P\right)^2+\left(y_Q-y_P\right)^2}[/mm]
>  
> In Deinem Falle gilt ja [mm]P \ \left( \ 0 \ ; \ 0 \ \right)[/mm]
> sowie [mm]Q \ \left( \ x \ ; \ \bruch{1}{x} \ \right)[/mm] .
>  
> Damit hast Du dann eine Funktion mit nur noch einer
> Variablen, für welche Du die Extremwertberechnung
> (Nullstellen der 1. Ableitung etc.) durchführen kannst.
>  
>
> Kleiner Tipp [aufgemerkt]:
>  
> Es vereinfacht Deine Rechnung enorm, wenn Du als
> Zielfunktion [mm]f(x) \ = \ d^2(x) \ = \ ...[/mm] betrachtest.
>  
> Das darfst Du, weil für maximale Werte unter der Wurzel
> auch die Wurzel selber maximal (oder auch umgekehrt:
> minimal) wird.
>  
>
> Gruß
>  Loddar
>  


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komplexe Extremwertprobleme: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:52 Do 03.09.2009
Autor: lori

hey also ich sitze auch an der aufgabe komme aber leider nicht weiter..

ich hab jetzt die punkte Q und P in die abstandsformel eingesetzt:
und mein ergebnis ist:

d= wurzel aus x² + 1/x²

sooo und ab da komme ich nicht weiter...

ihr habt ja als tipp geschrieben die zielfunktion f(x) = d²(x)=..... <--- das verstehe ich auch nicht....

wäre nett wenn ihr mir helfen könntet

Bezug
                                
Bezug
komplexe Extremwertprobleme: Hinweise
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:05 Do 03.09.2009
Autor: Loddar

Hallo lori,

[willkommenmr] !!


> und mein ergebnis ist:
>  
> d= wurzel aus x² + 1/x²

[ok]

  

> sooo und ab da komme ich nicht weiter...

Nun musst Du von dieser Funktion die ersten beiden Ableitungen bilden und die Nullstellen der 1. Ableitung bestimmen.



> ihr habt ja als tipp geschrieben die zielfunktion f(x) =
> d²(x)=..... <--- das verstehe ich auch nicht....

Da die Wurzelfunktion monoton ist, reicht es aus, wenn Du die Funktion unter der Wurzel betrachtest mit:
$$f(x) \ = \ [mm] x^2+\bruch{1}{x^2}$$ [/mm]

Gruß
Loddar


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Bezug
komplexe Extremwertprobleme: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 18:33 Do 03.09.2009
Autor: lori

Danke erstmal!

Jetzt hab ich noch ein paar weitere Fragen:

1.

> Da die Wurzelfunktion monoton ist, reicht es aus, wenn Du
> die Funktion unter der Wurzel betrachtest mit:
>  [mm]f(x) \ = \ x^2+\bruch{1}{x^2}[/mm]
>  

---> das habe ich immernoch nich verstanden, ich versteh einfach nciht, warum man die wurzel weglassen kann...also wieso f(x) = d²(x) ist.

soo und desweiteren hab ich mal weiter gerechnet:

f´(x) = 2*x + 2/x³
f´´(x) = 2+ [mm] 6/x^{4} [/mm]

sooo dann habe ich rausbekommen:

f´(x) = 0
2*x + 2/x³ = 0
2 = [mm] -2*x^{4} [/mm]  I :-2
-1 = [mm] x^{4} [/mm]

soo und wnen ich ja dann die wurzel ziehe kommt ja dann ein minus in der wurzel und das geht ja nicht...


Bezug
                                                
Bezug
komplexe Extremwertprobleme: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:48 Do 03.09.2009
Autor: MathePower

Hallo lori,


> Danke erstmal!
>  
> Jetzt hab ich noch ein paar weitere Fragen:
>  
> 1.
> > Da die Wurzelfunktion monoton ist, reicht es aus, wenn Du
> > die Funktion unter der Wurzel betrachtest mit:
>  >  [mm]f(x) \ = \ x^2+\bruch{1}{x^2}[/mm]
>  >  
>
> ---> das habe ich immernoch nich verstanden, ich versteh
> einfach nciht, warum man die wurzel weglassen kann...also
> wieso f(x) = d²(x) ist.
>  
> soo und desweiteren hab ich mal weiter gerechnet:
>  
> f´(x) = 2*x + 2/x³


Da hat sich ein Vorzeichenfehler eingeschlichen, denn

[mm]\left( \ \bruch{2}{x^{2}} \ \right)'=\left(2*x^{-2}\ \right)'=\red{-}2*x^{-3}=\red{-}\bruch{2}{x^{3}}[/mm]


>  f´´(x) = 2+ [mm]6/x^{4}[/mm]
>  
> sooo dann habe ich rausbekommen:
>  
> f´(x) = 0
>  2*x + 2/x³ = 0
>  2 = [mm]-2*x^{4}[/mm]  I :-2
>  -1 = [mm]x^{4}[/mm]
>  
> soo und wnen ich ja dann die wurzel ziehe kommt ja dann ein
> minus in der wurzel und das geht ja nicht...


Siehe oben.


>  


Gruss
MathePower

Bezug
                                                
Bezug
komplexe Extremwertprobleme: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:04 Do 03.09.2009
Autor: Al-Chwarizmi


> Danke erstmal!
>  
> Jetzt hab ich noch ein paar weitere Fragen:
>  
> 1.
> > Da die Wurzelfunktion monoton ist, reicht es aus, wenn Du
> > die Funktion unter der Wurzel betrachtest mit:
>  >  [mm]f(x) \ = \ x^2+\bruch{1}{x^2}[/mm]
>  >  
>
> ---> das habe ich immernoch nich verstanden, ich versteh
> einfach nciht, warum man die wurzel weglassen kann...also
> wieso f(x) = d²(x) ist.



Hallo lori,

denk dir zuerst zwei positive Zahlen a und b.

Hast du sie ?
Welche der beiden Zahlen ist die größere ?

Und nun die zweite Frage:
Welche der beiden Wurzeln [mm] \sqrt{a} [/mm] und [mm] \sqrt{b} [/mm] ist die größere ?

Dritte Frage:
Hast du die Werte der Wurzeln wirklich ausgerechnet ?

Wenn ja: warum um Himmels Willen ?
Wenn nein: warum nicht ?


Hast du was gemerkt ?

Klar:  Anstatt aus einer Menge von Quadratwurzeln
die größte herauszusuchen, indem man die Wurzeln
zuerst ausrechnet und dann vergleicht, kann man
direkt die Radikanden (das sind die unter den Wurzeln
stehenden Zahlen) vergleichen und unter ihnen den
größten Wert suchen. Die Wurzel davon ist dann auch
die grösste unter den Wurzeln.


LG    Al-Chw.



  

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