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Nullstellen mit Solver berechnen

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Tags: Nullstell, Solver

 
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MatheÜbung

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19:31 Uhr, 30.03.2017

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In meiner Aufgabe ist eine Funktion f(x)=x*cos(x) gegeben für x [-10;10].
Nun soll ich in Excel die 7 Nullstellen berechnen (mit dem Solver...darum geht es in diesem Kapitel nämlich gerade).

Da ich noch nie mit Solver gearbeitet habe, bin ich ratlos, welche Werte ich bei Zielzelle usw eingeben muss.
x f(x)
-108,390715291
-98,200172357
-81,16400027
-7-5,27731578
-6-5,76102172
-5-1,418310927
-42,614574483
...
-20,832293673
-1-0,540302306
00


Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Hierzu passend bei OnlineMathe:
Nullstellen (Mathematischer Grundbegriff)
Vielfachheit einer Nullstelle (Mathematischer Grundbegriff)
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
anonymous

anonymous

22:53 Uhr, 30.03.2017

Antworten
Hallo
a)
Du schreibst in Excel in eine Zelle: "x"
Um dir selbst klar zu machen, dass du hier drunter den x-Wert eingeben willst.
b)
Du gibst in der Zelle darunter einen x-Wert vor, beispielsweise: 4
c)
Du schreibt in Exel in eine ganz andere Zelle: "x*cos(x)"
um dir selbst klar zu machen, dass du hier drunter den Funktionswert xcos(x) errechnen willst.
d)
Du gibst in der Zelle darunter die Rechenformel für den Funktionswert ein, zB.
"=x-Zelle*cos(x-Zelle)"
wobei du anstelle von 'x-Zelle' natürlich die Zelle belegen/benennen musst, in der du unter b) eben deinen x-Wert eingetragen hast.

e)
wenn du es richtig gemacht hast, dann müsste Excel jetzt den Funktionswert für x=4 errechnen. Das heißt, in deiner Funktionswert-Zelle müsste jetzt der Wert -2.61457 erscheinen.

f)
Unter
>Daten
Was-wäre-wenn-Analyse
> Zielwertsuche
kannst du deinen Solver starten.

Du wirst aufgefordert
f.1)
eine Zielzelle zu definieren.
Das ist die Zelle, in der du unter d) den Funktionswert errechnest.
f.2)
einen Zielwert vorzugeben.
Der Zielwert ist NULL, denn die Funktion soll ja eine Nullstelle ergeben, also den Funktionswert Null errechnen.
f.3)
eine veränderbare Zelle zu definieren.
Das ist die Zelle, in der du unter b) den x-Wert eingetragen hast.
Denn Excel soll ja diesen x-Wert so lange ändern, bis eben der Funktions-Soll-Wert Null rauskommt.

g)
"OK"
los gehts. Jetzt sollte Excel rechnen.
Und, was errechnet Excel? Was kriegst du raus?

h)
PS: Es ist auch durchaus statthaft, die Excel-Hilfe zu nutzen, zB. unter
> Was-wäre-wenn-Analyse
F1-Taste drücken,
> Was-wäre-wenn-Analyse
> Erkennen und Lösen eines Problems mithilfe von Solver

Frage beantwortet
MatheÜbung

MatheÜbung aktiv_icon

11:35 Uhr, 31.03.2017

Antworten
Hallo,
vielen vielen Dank für deine rasche Antwort, die wirklich sehr hilfreich war und sehr übersichtlich und verständlich gestaltet wurde.

Ich glaube, dass ich dieses Bsp jetzt richtig haben sollte :-)

Eine Sache hat mich nur verunsichert:
Bei mir kommt jetzt z.b bei x=-4,71238897020611 der Funktionswert:4,79654E-08 heraus.
Anfangs hat mich das etwas irritiert, weil ich mir für die Nullstelle genau 0,000 erwartet hätte, aber ich denke, dass diese Zahl eh schon sehr nahe an 0 ist, also wird das hoffentlich so passen!?

Vielen Dank und glg

Antwort
anonymous

anonymous

12:14 Uhr, 31.03.2017

Antworten
Ja, dass der x-Wert zu dem Funktionswert führt, das kannst du dir ja durch eine Kontrollrechnung bestätigen.

Und mach dir klar: Dies ist ein numerisches Näherungs-Verfahren. Da gehen numerische x-Werte als Eingabe rein. Und da kommen numerische Funktions-Werte als Ausgabe raus.
Der Algorithmus hört halt bei irgend einer Fehlerschranke auf, weil ihm ...e-08 nahe genug am Zielwert NULL ist.

Frage beantwortet
MatheÜbung

MatheÜbung aktiv_icon

12:25 Uhr, 31.03.2017

Antworten
Ok super, alles klar, danke nochmals!