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Gleichung Bestimmen!

Schüler Gesamtschule,

Tags: Gleichungbestimmung

 
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Jennj

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11:30 Uhr, 16.10.2011

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Es soll die Gleichung einer Urpsrungsgerade bestimmt werden, die eine Tangente an den Graphen der natürlichen Exponentialfunktion hat.

hat einer ne idee?
mein Ansatz wäre:

f(x)=ex mit f(x)= mx gleichsetzten??

Online-Nachhilfe in Mathematik
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prodomo

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11:43 Uhr, 16.10.2011

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es muss wohl eher "die eine Tangente...IST" heißen. Dann ist der Ansatz richtig
Jennj

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11:46 Uhr, 16.10.2011

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doch ich bin gerade immer wieder am scheitern, wie ich diese Gleichung auflösen soll.
Hat da einer ne idee?
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prodomo

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11:51 Uhr, 16.10.2011

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Ich kenne keine Auflösung. Demnach wäre nur eine Näherungslösung machbar. Grafisch sieht es wie y=ex aus. Dann wäre y(1)=e, das gilt auch für Exponentialfunktion. Weiter wäre m=e und y'(1)=e, also alles erfüllt. Man kann also beweisen, dass es mit dieser Geraden klappt, aber man kann keine rechnerische Auflösung finden.
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dapso

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11:58 Uhr, 16.10.2011

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t(x)=ex ist tatsächlich die Lösung. Mit dem obigen Ansatz ist es jedoch nicht so einfach darauf zu kommen. Deswegen würde ich vorschlagen einen anderen Weg zu nehmen. Das Problem ist ja, die Tangente an ex zu finden, die durch (0/0) geht. Du könntest ja mal die allgemeine Tangentenfunktion für ex an der Stelle x0 aufstellen. Wenn du diese Gleichung hast, weißt du noch das der Punkt (0/0) auf der Tangente liegen muss. Mit der Gleichung und dem Punkt kannst du die Stelle x0 bestimmen, an der die Tangente durch den Ursprung die Funktion berührt. (Die allgemeine Tangentenfunktion ist zur Kontrolle: t(x)=f(x0)+fʹ(x0)(x-x0)).
Jennj

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12:03 Uhr, 16.10.2011

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wie kommt man denn auf f(x)=ex ??
Antwort
Matheboss

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12:05 Uhr, 16.10.2011

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Noch einVorschlag.
Gleichsetzen, wie Du vorgeschlagen hast, ergibt
Da f(x)=mx also
1)ex=mx und
f'(x)=ex und m=f'(x)
folgt
2)m=ex
2) "in" 1) ergibt
ex=exx und daraus folgt
x=1 und
m=e1=e

y=mx als Ursprungsgerade ergibt

y=ex
Jennj

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12:30 Uhr, 16.10.2011

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Jaa. Jetzt wirds klarer.
Aber wenn man f(x)=e+x einzeichnen lässt mit dem GTR dann hat der Graph auch ein y- wert
Aber warum fällt der y- wert weg? also b oder n.
Antwort
Matheboss

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12:41 Uhr, 16.10.2011

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Du meinst sicher f(x)=ex oder?
Du kannst den y-Wert des Berührpunktes natürlich ausrechnen, der wäre dann y=e1=e, also B(1|e), ist aber nicht gefragt.
Für die Ursprungsgerade ist der b-Wert ja automatisch b=0, des halb brauchen wir keinen weiteren Punkt, außer es sind natürlich in der Aufgabenstellung die Koordinaten gefragt.
Jennj

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13:16 Uhr, 16.10.2011

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hmm.

Und warum setzt man denn ganz am anfang f(x)=ex und f(x)= mx gleich?
Warum nicht f(x)=ex und f(x)= mx + b??
Antwort
Matheboss

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13:25 Uhr, 16.10.2011

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Bitte nicht gleiche Funktionsbezeichnung für verschiedene Funktionen!

f(x)=ex
t(x)=mx+b, da Ursprungsgerade ist b=0, da b als y-Achsenabschnitt =0 also
t(x)=mx ist Tangentenfunktion
Jennj

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13:32 Uhr, 16.10.2011

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Letzte Frage:

Warum leitet man f(x)=ex und g(x)= mx?? Also belibt ja dann nur noch m.
Aber warum leitet man ab?

Antwort
Matheboss

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13:38 Uhr, 16.10.2011

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Wir leiten f(x) ab, weil die Steigung immer die 1.Ableitung einer Funktion ist. Die Steigung der Tangente ist m.
t(x)=y=mx+b ist allgemeine Geradengleichung mit m=Steigung und b=y-Achsenabschnitt
Im Berührpunkt müssen die Steigung der Funtion und der Tangente übereinstimmen.
Deshalb ist f'(x)=m,
also f'(x)=ex=m
Jennj

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13:44 Uhr, 16.10.2011

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Alles klar verstanden:-D)

So nun muss man die Punkte des Geraphen der natürl. Exponentialfunktion, in denen die Tangenten durch p(11) verlaufen bestimmen.

Welche Punkte sind gemeint?

Antwort
Matheboss

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14:01 Uhr, 16.10.2011

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gelöscht, da Quatsch!
Jennj

Jennj aktiv_icon

14:12 Uhr, 16.10.2011

Antworten
Erstmal danke für die Rechnung, wollte zwar selber ausrechnen aber Danke:-D)
Also soll man hier auch die Gelcihung besteimmen?
Mir war nicht ganz klar was mit "Bestimmen Sie die Punkte des Graphen...) gemeint ist.
Welche Punkte muss man bestimmen?
Oder muss man nur die Gleichung berechnen.
Antwort
Matheboss

Matheboss aktiv_icon

14:20 Uhr, 16.10.2011

Antworten
Verstehe die Frage auch nicht!
Tangente in P(1|1) oder?
Welche Punkte mit der Tangente?
Na P(1|1)!
Kannst Du die Frage komplett posten!
Jennj

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14:22 Uhr, 16.10.2011

Antworten
Jap. Die Frage lautet:

So nun muss man die Punkte des Geraphen der natürl. Exponentialfunktion, in denen die Tangenten durch P(1 \1) verlaufen bestimmen.
Antwort
Matheboss

Matheboss aktiv_icon

14:31 Uhr, 16.10.2011

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Da habe ich Quatsch gemacht, der P(1|1) liegt nicht auf Gf!
denn f(1)=e.
Das heißt, es gibt keine Tangente an Gf im Punkt P(1|1).
Heißt der Punkt vielleicht anders?
Jennj

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14:47 Uhr, 16.10.2011

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Ich habe leider überhaupt keine Idee.
Ich weis nicht mal was die mit den Punkten meinen.

Antwort
Matheboss

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15:37 Uhr, 16.10.2011

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jetzt glaube ich die Aufgabe zu verstehen!Ich saß auf der Leitung.
Wir sollen eine Tangente errichten, die durch P(1|1) geht, der Punkt liegt aber nicht auf der Funktion ex.
f(x)=ex
f'(x)=ex=m
y=mx+b und nun P einsetzen ergibt
1=m1+b und m=ex
1=ex+b
b=1-ex
t(x)=y=exx+1-ex
f(x)=t(x)
ex=exx+1-ex
2ex-exx=1
ex(2-x)=1
nur mit Newton Näherung o.ä.
N(x)=2ex-exx-1
Habe x=1,83 und als Tangentengleichung
y=1,83x+1-e1,83

Weitere Punkt von Gf und der Tangente wäre
Q(1,83|e1,83)
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Felix1409

Felix1409 aktiv_icon

15:17 Uhr, 16.04.2024

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Verzeihung eine Frage: dann hat man ja t(x)=mx, und nicht f(x)=mx. Wieso können wir dann mx mit ex gleichstellen?
Antwort
Felix1409

Felix1409 aktiv_icon

15:17 Uhr, 16.04.2024

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Verzeihung eine Frage: dann hat man ja t(x)=mx, und nicht f(x)=mx. Wieso können wir dann mx mit ex gleichstellen?
Antwort
Roman-22

Roman-22

17:28 Uhr, 16.04.2024

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Die Gleichung der Tangente an den Graph der Funktion f(x)=ex im Punkt (x0/ex0) lautet

t(x)=ex0(x-x0)+ex0=ex0(x-x0+1)

Soll diese Tangente den Punkt P(1/1) enthalten, muss daher gelten


ex0(1-x0+1)=1
oder
ex0(2-x0+1)-1=0

Die Lösung dieser Gleichung wird sinnvollerweise mit entsprechenden elektronischen Hilfsmitteln (zB TR mit entsprechender solve Funktion) erfolgen und führt auf die zwei Lösungen

x01-1,146
und
x021,841

Dementsprechend sind die Koordinaten der gesuchten Punkte

Q1(-1,146/0,318)
und
Q2(1,841/6,305)

B


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HJKweseleit

HJKweseleit aktiv_icon

22:36 Uhr, 16.04.2024

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Nach dem ganzen Gewusel noch mal klar der Lösungsweg, damit du bei der nächsten Aufgabe nicht wieder im Dickicht der Gedanken stecken bleiben musst.

Vom Ursprung aus geht eine Gerade aus, die den Funktionsgraphen bei x=a trifft (hier nur: berührt). Der Treffpunkt lautet dann P(a|ea), weil er auf dem Graphen von f liegt. Er liegt aber auch auf der Geraden y=mx. Setzt man P darin ein, erhält man ea=ma. (#)

Die Gerade ist aber die Tangente an den Punkt P. Dann ist also m die Tangentensteigung im Punkt P.
Diese ist dort f'(a)=ea=m.

Das setzt man nun in (#) für m ein und erhält: ea=ma=eaa. Dividiert durch ea ergibt 1=a.

Gefragt war nach der Geradengleichung, und diese heißt somit y=mx=e1x=ex.
Antwort
Roman-22

Roman-22

22:46 Uhr, 16.04.2024

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> Nach dem ganzen Gewusel noch mal klar der Lösungsweg, damit du bei der nächsten Aufgabe nicht wieder im Dickicht der Gedanken stecken bleiben musst.
Vorsicht! Der Thread ist 13 Jahre alt und wurde von Felix1409 jetzt nur exhumiert.

> Vom Ursprung aus geht eine Gerade aus, die den Funktionsgraphen bei x=a trifft
Nein! Scheint, dass du jetzt im 'Gewusel' stecken geblieben bist. ;-)
Die Ursprungsgerade war nur der erste Teil der Aufgabe! Später ging die Diskussion dann um die Tangenten aus P(1/1) an den Graphen der Exponentialfunktion (siehe auch meinen Beitrag oben) und da hat sich Felix1409 offenbar auf den letzten Beitrag von Matheboss bezogen.
Matheboss nannte die zunächst unbekannte Stelle der Berührung, welche ich mit x0 bezeichnet hatte, ungünstigerweise auch einfach x. Vielleicht hat das Felix1409 irritiert.
Er kommt jedenfalls auf die gleiche, nur näherungsweise zu lösende Gleichung, ignoriert aber deren zweite Lösung.

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KartoffelKäfer

KartoffelKäfer aktiv_icon

06:17 Uhr, 17.04.2024

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Die allgemeine Tangentengleichung (Tangente g an f an der Stelle x1)

g(x)=f(x1)+f'(x1)(x-x1)

mit der Nebenbedingung

0=g(0)=f(x1)-f'(x1)x1

liefert für f(x)=ex zunächst

g(x)=ex1+ex1(x-x1)

und die Nebenbedingung dann

0=ex1-ex1x1=ex1(1-x1)x1=1.

Also ist

g(x)=e+e(x-1)=ex

die Tangente an f wie gewünscht.

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