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Definitionsbereich bestimmen

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Tags: Definitionsbereich, Funktion

 
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Killua

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18:27 Uhr, 23.11.2015

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Hallo,

die Aufgabe die mir mal wieder etwas Probleme bereitet.

3.1 Vorgelegt ist die Funktion f(x):= arccos 4xx2+3
3.1.1 Bestimmen Sie den maximalen Definitionsbereich Df der Funktion f(x).

Also um hier anzufangen sollte man erstmal den Definitionsbereich von arccos wissen, dieser lautet -1 bis 1

Dann habe ich den Bruch einmal =1 gestellt und einmal =-1

4xx2+3=1

4x=x2+3

x2+4x+3=0 pq Formel

x1=1

x2=3

Ab diesen Moment komme ich nicht wirklich weiter, wie soll ich rechnerisch darstellen das die Intervalle einmal (- unendlich bis -3)(-1) und (1) (3 bis unendlich) sind? Hat vielleicht jemand eine Art Tipp. Muss ich eventuell größer = Zeichen in der Gleichung berücksichtigen?

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Hierzu passend bei OnlineMathe:
Definitionsbereich (Mathematischer Grundbegriff)
Funktion (Mathematischer Grundbegriff)

Online-Übungen (Übungsaufgaben) bei unterricht.de:
 
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DrBoogie

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18:36 Uhr, 23.11.2015

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Du brauchst alle x zu finden, die beide Ungleichungen 4xx2+31 und 4xx2+3-1 erfüllen. Da x2+3 immer >0 ist, sind diese Ungleichungen äquivalent zu 4xx2+3 und 4x-x2-3.
Die erste Ungleichung löst man wirklich so, dass man die Nullstellen der entsprechenden Gleichung finden, in diesem Fall 1 und 3, dann die reelle Achse in Bereiche (-,1], [1,3], [3,) zerteilt (nicht ganz überschneidungsfrei, weil die Randpunke auf jeden Fall dazugehören) und kuckt, in welchen Bereichen die Ungleichung erfüllt ist. In diesem Fall ist es der Bereich (-,1][3,).
Nun dasselbe mit der zweiten Gleichung und dann Bereiche überschneiden.
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Bummerang

Bummerang

18:37 Uhr, 23.11.2015

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Hallo,

aus 4x=x2+3 folgt NICHT x2+4x+3=0, allerdings sind x1 und x2 wieder richtig. Ist also ein Abschreibefehler beim Zwischenschritt. Jetzt musst Du noch die Werte für -1 ausrechnen. Dann teilen die Ergebnisse Deine Zahlenachse für x in maximal 5 Teile. Für jeden dieser Teile ermittelst Du nun anhand eines beliebigen x aus dem Bereich, ob das Ergebnis zwischen -1 und 1 liegt oder nicht!
Killua

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19:20 Uhr, 23.11.2015

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Hallo DrBoogie,

danke für die schnelle Antwort hätte eine Frage bezüglich der ersten Gleichung.

4xx2+3 ≤ 1

Die Nullstellen sind hier ja 3 und 1, wie komme ich jetzt auf die Intervalle (−∞,1] und [3,∞)

anhand der pq Formel ? wo man für x1+ nimmt vor der Wurzel, was dann direkt 3 bis unendlich bedeutet
und um x2 zu bestimmen nimmt man ja das negative Vorzeichen was dann automatisch bedeutet das man 1 bis - unendlich meint?

Wenn ich die Nullstellen für die 2te Gleichung berechne kommt für x1=-1 und x2=-3 raus. Wären die Intervalle für diese Rechnung dann (−∞,-3] und [-1,∞) ?

Wenn ich dann die vier überschneide sollte dann (−∞,-3][-1,1][3,∞) richtig sein oder?
Das wäre dann der Definitionsbereich.

Antwort
DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

19:34 Uhr, 23.11.2015

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Wenn x2+ax+b=0 die Nullstellen x1 und x2 hat, dann lässt sich x2+ax+b in lineare Faktoren zerlegen: x2+ax+b=(x-x1)(x-x2).
Deshalb hat die Ungleichung x2+ax+b0 als Lösung die Menge (-,x1][x2,) (falls x1<x2), denn das sind genau zwei Intervalle, wo entweder beide Faktoren x-x1 und x-x2 größer gleich 0 oder beide kleiner gleich 0 sind (und deshalb ein positives Produkt ergeben: (x-x1)(x-x2)0).
Die Ungleichung x2+ax+b0 hat dagegen als Lösung die Menge [x1,x2], denn in diesem Intervall ist x-x10 und x-x20, also das Produkt von beiden 0.
Frage beantwortet
Killua

Killua aktiv_icon

16:13 Uhr, 24.11.2015

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Danke für die Hilfe habe die Formel jetzt verstanden