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Parabelgleichung, Schnittpunkte & Steigung

Schüler Allgemeinbildende höhere Schulen,

Tags: Betrag, Hochpunkt, Öffnungsweite, Parabel, Parabelgleichung, Schnittpunkt, Steigung, Tiefpunkt

 
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matheloverin

matheloverin aktiv_icon

02:18 Uhr, 29.10.2014

Antworten
Hallo ihr lieben Mathe-Genies! :-)
Leider versteh ich Mathe von vorne bis hinten nicht. Im Unterricht sitze ich jedes Mal ahnungslos da & zuhause übe ich immer tagelang für Klausuren und gehen den ganzen Stoff nochmal durch um dann anschließend 2 Punkte zu schreiben. Aufgrunddessen darf ich nun eine Aufgabe als Teilnote berechnen lassen um meine Punktzahl anzuheben. Hilfe ist dabei erlaubt, aber verstehen muss und will ich es bitte! Wenn mir jemand bitte den Rechen- und Lösungsweg zum Vergleich berechnen könnte und mir anschließend die inzelenen und vor allem die für mich nicht nachvollbahren Schritte erklären könnte wäre ich wirklich gerettet! Schonmal vielen lieben Dank :-)

Unter einem Kanal soll ein Straßentunnel gebaut werden. Die Fahrbahn soll in der Mitte des Kanals eine Tiefe von 20m unter der Wasseroberfläche und an den 200m hiervon entfernten Zufahrten eine Höhe von 12m über der Wasseroberfläche erreichen. Die Fahrbahn soll so verlaufen: Drei gleich weit geöffnete Parabeln sind so aneinanderzusetzen, dass die Zufahrt auf Hochpunkten liegen und die Parabelstücke ohne Knick ineinander übergehen.
a)Bestimme die Gleichung der Parabel und ihre Schnittpunkte
b)Welches ist die größte Steigung der Straße und an welchen Stellen tritt sie auf?
c)In welcher Entfernung von der Kanalmitte erreicht die Straße die Höhe des Wasserspiegels?
d) Damit die Zufahrt flacher wird, soll die Öffnungsweite der mittleren Parabel dem Betrag nach doppelt so groß sein wie bei den äußeren Parabeln.



ma

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich bräuchte bitte einen kompletten Lösungsweg." (setzt voraus, dass der Fragesteller alle seine Lösungsversuche zur Frage hinzufügt und sich aktiv an der Problemlösung beteiligt.)
Hierzu passend bei OnlineMathe:
Quadratische Funktionen (Mathematischer Grundbegriff)
Parabel (Mathematischer Grundbegriff)
Quadratische Ergänzung
Schnittpunkte bestimmen
Differenzenquotient (Mathematischer Grundbegriff)
Differenzierbarkeit (Mathematischer Grundbegriff)
Extrema (Mathematischer Grundbegriff)

Online-Übungen (Übungsaufgaben) bei unterricht.de:
 
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
Zeus55

Zeus55 aktiv_icon

14:38 Uhr, 29.10.2014

Antworten
Als erstes solltest du dir eine sinnvoll plazierte x und y achse einzeichnen und danach alle informationen aus dem text in die zeichnung eintragen.
Kannst du dann diese skizze nochmal hier hochladen. wenn möglich in besserer qualität, denn auf dem bild ist fast nichts zu erkennen...


Eine Parabel kann man z.B. so darstellen:
f(x)=a(x-b)2+c
Von welchen der parametern hängt die Form der parabel ab?
Antwort
4397850216

4397850216 aktiv_icon

16:27 Uhr, 29.10.2014

Antworten
Zunächst solltest du dir eine Skizze aufzeichnen, in der du alle Informationen aus der Aufgabenstellung einbeziehst. Ich habe für den ersten Überblick dir mal so eine erstellt (siehe Anhang).

A = Mitte des Kanals. Dort habe ich mal die y-Achse platziert. Die x-Achse ist der Wasserspiegel. Der Punkt ist also (0/-20). 0 von der Mitte entfernt, 20 unter dem Wasserspiegel.
B und C = Zufahrten. Beide 12 Meter über dem Wasserspiegel und jeweils 200 Meter (links und rechts) von der Mitte des Kanals entfernt. Darum (-200/12) und (200/12).
D und E sind die Schnittpunkte der Parabeln.

Jetzt geht´s ans Rechnen. Zuerst rechnen wir die Schnittpunkte der Parabeln aus.

Da die Parabeln alle gleich weit geöffnet sind muss der Schnittpunkt jeweils genau zwischen den beiden Scheitelpunkten liegen, da an dem Punkt die Steigung der beiden Parabeln gleich sind. Das ist dafür erforderlich, dass die Parabeln ohne Knick ineinander übergehen.

Hat man nachher die Funktionsgleichungen, lässt sich mittels erster Ableitung beweisen, dass die Steigung an den Schnittpunkten gleich sind.

Und welche Punkte liegen genau zwischen (-200/12) und (0/-20) bzw. (0/-20) und (200/12)?
Die Punkte (-100/-4) und (100/-4). Warum ist ich denke klar.

Jetzt hast du von der mittleren Parabel 3 Punkte gegeben. Eine Parabel hat die Form a*(x-b)²+c. Der Scheitelpunkt liegt bei (0/20). Das bedeutet, die Parabel ist um 0 nach links/rechts verschoben und um 20 nach unten.

Setzen wir das ein :
f(x) = a*(x-0)²-20

Jetzt nehmen wir einen Punkt und setzen x ein um a rauszufinden (hier mal den Punkt (-100/-4) :
a*(-100-0)²-20 = -4
a*(-100)²-20 = -4
10000a - 20 = -4 | +20
10000a = 16 | :10000
a = 1/625

Also hat die mittlere Parabel die Funktionsgleichung :
f(x) = 1625x² - 20.

Die anderen Parabeln bekommst du durch Verschieben und Spiegeln dieser Parabel. Wenn du es (nicht) hinbekommst, kannst du dich gerne wieder melden.

LG





tmp
Antwort
Femat

Femat aktiv_icon

09:01 Uhr, 30.10.2014

Antworten
Liebe Matheloverin
Da würd ich
Unverrichter der Dinge
sofort eine Dankstelle anfahren.
matheloverin

matheloverin aktiv_icon

23:53 Uhr, 04.11.2014

Antworten
Vielen lieben Dank für die super Antwort, damit wurde mir sehr geholfen! Die Teilaufgaben A und B habe ich, für meine Verhältnisse einigermaßen gut hinbekommen, bin mir jedoch unsicher ob diese richtig sind:

•Linke Parabel
Die Parabel ist um -200 nach links verschoben und um 12 nach oben, da der Scheitelpunkt (B) bei (-20012) liegt.
Dies wird nun in die allgemeine Formel eingesetzt: f(x)=a⋅(x+200) ² -12
Als nächstes wird ein beliebiger Punkt eingesetzt, um die Variable a zu berechnen. [Punkt: (-100-4)]
f(x)=a⋅(-100+200)-12=-4 =a⋅(100) ² -12=-4
=10000a-12=-4|+12
=10000a=8|:10000
a=1125
Funktionsgleichung der linken Parabel :f(x)= 1/125x² -20
•Rechte Parabel
Die Parabel ist um 200 nach rechts verschoben und um 12 nach oben, da der Scheitelpunkt (C) bei (20012) liegt.
Dies wird nun in die allgemeine Formel eingesetzt: f(x)=a⋅(x-200) ² -12
Als nächstes wird ein beliebiger Punkt eingesetzt, um die Variable a zu berechnen. [Punkt: (-100-4)]
f(x)=a⋅(-100-200) ² -12=-4
=a⋅(-300) ² -12=-4
=90000a-12=-4|+12
=90000a=8|:90000
a=111250

Funktionsgleichung der rechten Parabel :f(x)= 1/11250x² -20


•Mittlere Parabel
Die Parabel ist um 0 nach links/rechts verschoben und um 20 nach unten, da der Scheitelpunkt (A) bei (020) liegt.
Dies wird nun in die allgemeine Formel eingesetzt: f(x)=a⋅(x−0) ² -20
Als nächstes wird ein beliebiger Punkt eingesetzt, um die Variable a zu berechnen. [Punkt: (-100-4)]
f(x)=a⋅(-100−0) ² -20=-4
=a⋅(100) ² -20=-4
=10000a-20=-4|+20
=10000a=16|:10000
a=1625
Funktionsgleichung der mittleren Parabel :f(x)= 1/625x² -20

matheloverin

matheloverin aktiv_icon

23:57 Uhr, 04.11.2014

Antworten
Bei der Teilaufgabe b.) war ich mir leider ehr unsicher ob die größte Steigung auf der mittleren oder auf der linken/rechten Parabel liegt. Für mich logisch wäre die mittlere parabel gewesen, jedoch ist es meinen Berechnungen zu Folge die linke Parabel.
Stimmt das?

Funktionsgleichung der mittleren Parabel :f(x)= 1/625x² -20
Berechnung der erste Ableitung: f(x)=2625x
Als nächstes wird ein beliebiger Punkt eingesetzt, um die Steigung der mittleren Parabel zu berechnen. [Punkt: (1004)]
f(x)= 2/625⋅100 =825
Die größte Steigung ist 825m~0,32m hoch und befindet sich auf der Fahrbanmitte.
Logisch wäre ja die Steigung der mittleren Parabel, die der linken Parabel ist jedoch höher?!!
Funktionsgleichung der linken Parabel :f(x)= 1/125x² -20
Berechnung der ersten Ableitung: f(x)=2125x

Als nächstes wird ein beliebiger Punkt eingesetzt, um die Steigung der linken Parabel zu berechnen. [Punkt: (1004)]
f(x)= 2/125⋅100 =85
Die größte Steigung ist 85m~1,6m hoch und befindet sich auf der linken Parabel bzw auf dem Weg zu den Zufahrten.

matheloverin

matheloverin aktiv_icon

00:05 Uhr, 05.11.2014

Antworten
Bei Teilaufgabe a.) habe ich auch noch eine Frage, undzwar welche Parabelgleichung wird den abgeleitet um zu beweisen, dass die Steigung gleich ist? Die von allen drei?

Die Teilaufgaben c.)&d.) verstehe ich leider überhaupt nicht!
Bei c.) habe ich mal die Nullstellen berechnet. Ist das richtg?

Um die Entfernung zu berechnen, werden die Nullstellen der mittleren Parabel benötigt.

Berechnung der Nullstellen:
f(x)= 1/625x² -20|+20
20= 1/625x² |⋅625
12500= x² | Wurzel ziehen
111,80=x
X1,2=+-111,80



Und bei Aufgabe d.) ist wirklich nichtmal ein Ansatz da.
Es wäre toll wenn mir jmd. auch noch diese zwei Aufgaben so ausführlich wie die Aufgabe a.) erklären könnte! Leider muss ich das ganze schon am Donnerstag abgeben und stehe gerade unter extremen Druck sonst hätte ich mir noch mehr als ohnehin schon den Kopf darüber zerbrochen! Nochmals vielen Dank für die Hilfe bis jetzt, ihr seid echt super! :-)
Antwort
Ma-Ma

Ma-Ma aktiv_icon

01:14 Uhr, 05.11.2014

Antworten
Leider ist Dein fotografiertes Bild sehr undeutlich .... man muss raten.
Desweiteren hast Du noch keine eigene Skizze erstellt.

Ich würde Dir gerne weiterhelfen, leider kan ich aus dem diffusen Bild nichts erkennen ...
LG Ma-Ma
Antwort
Zeus55

Zeus55 aktiv_icon

03:10 Uhr, 05.11.2014

Antworten
Zur berechnung der Einzelnen Parabeln:
1. Du sagst um 12 nach ober verschoben schreibst dann aber später -12
Das ist falsch es muss +12 sein. Die Verschiebung netlang der x-Achse ist richtig.

2. Wieso willst du a brechnen:
Aufgabenstellung: "Drei gleich weit geöffnete Parabeln"
Wie ich in meinem Beitrag angedeutet habe, wird die Form der Parabel nur durch den faktor a bestimmt. Somit haben die linke/rechte Prabel für a den gleichen betrag wie die mittlere. Dabei ist zu beachten, dass diese nach untengeöfnet sind
alinks=arechts=-1625

3. Bitte benutz die tiefstellung um deine variabeln zu unterscheiden.
Wenn du mehrmals a benutzt ist es schwierig sich darauf zu beziehen. also anderen Buchstaben nutzen oder wie oben Tiefstellung nutzen. Gleiches gilt für Funktions beteichnungen. Nenn sie lieber l(x) für die Linke, m(x) für die mittlere und r(x) für die rechte Parabel. Dann muss man nicht jedes mal schreiben auf welche Parabel man sich gerade bezieht.

4. Die tatsache, dass du a brechnen willst ist ok nur darfst du nicht einen beliebigen Punkt einsetzten sondern einen Punkt von dem du weist dass er auf der Parabel liegt. Was du aber dann auch getan hast :-)

Deine a's sind nur wegen den -12 falsch.


-----------------------------
Die größte STeigung?
Das ist einfach eine andere Formulierung für den Wendepunkt.
1. ABleitung berechnen ist ok.
Einen beliebigen Punkt einsetzten macht keinen Sinn. Die Steigung ist an jedem Punkt der Parabel anders.
Was auch so nicht ok ist, dass du einfach m hinter die Steigung schreibst.
Vergleich zum Steigungsdreieckt. Berechnest du damit eine Steigung dann erhälst man sowas: 5m10m=12
Also m fällt einfach weg.
Bleib einfach bei der Zahl ohne Einheit wenn du abgeleitet hast.

Du Stellst dir anscheinend die Frage: Liegt die größte STeigung auf der einen oder anderen Parabel. Ist schon OK. besser wäre wenn du dich fragst bei welchem x-Wert liegt der Wendepunkt.
Da deine Prabaeln falsch sind sind natürlich auch die Berechnungen falsch.

Zur berchnung eines Wendepunktes benutz man f''(x)=0
Dabei wirst du aber feststellen, dass das mit Parabeln nicht funktoniert. Hier hast du aber eine funktion die aus 3 Teilen besteht.
l(x)=-1625(x+200)2+12  
D={x|-200<x<-100}

m(x)-1625(x)2-20  
D={x|-100x100}

r(x)==-1625(x-200)2+12  
D={x|100<x<200}

Die Parabeln sind also begrenzt: Es gilt nicht D wie es meist der Fall ist.
Daher muss man hier die Ränder der einzelnen Prabeln beachten.
-------------------------------------

Bei Teilaufgabe a.) habe ich auch noch eine Frage, undzwar welche Parabelgleichung wird den abgeleitet um zu beweisen, dass die Steigung gleich ist? Die von allen drei?
Du weist bei welchem x-Wert die eine Parabel in die andere übergeht.
Also müssen am Übergangspunkt beide Prabeln die gleiche STeigung haben.
Alle 3 Parabeln müssen abgeleitet werden und je 2 am übergangspunkt auf gleicheit der Steigung getestet werden.(Eigentlich nicht nötig da dies die Bedingung ist um überhaupt die entsprechenden Parabeln aufzustellen zu können)
-----------------------------------
c) Nullstellen berechnen ist richtig nur musst du die Definitionsbereiche beachten:
DU berchnest die Nullstelle von der Mittleren Parabel(von mir m(x) genannt) und erhälst x=±111
Nur liegt ±111 nicht im Def. Bereich von m(x) und ist somit keine Lösung.
Wenn für m(x) geltenwürde D, dann hättest du recht. Da dies aber nicht der Fall ist hat m(x) keine einzige Nullstelle. Jetzt musst du noch l(x) und r(x) auf Nullstelln prüfen...
------------------------------
d) Naja ich glaube du machst erst mal die anderen aufgaben bevor es hier wieter geht.


@Ma-Ma
"4397850216" Hat eine Skizze angefügt auf der man erkennt um was es geht :-)


Antwort
Ma-Ma

Ma-Ma aktiv_icon

04:04 Uhr, 05.11.2014

Antworten
"Leider versteh ich Mathe von vorne bis hinten nicht. Im Unterricht sitze ich jedes Mal ahnungslos da & zuhause übe ich immer tagelang für Klausuren und gehen den ganzen Stoff nochmal durch um dann anschließend 2 Punkte zu schreiben."

Und genau aus diesem Grunde ist der Ansatz (Skizze) ein wichtiger Punkt.

@Zeus: Der elementare Ansatz fehlt, es wird nur nach Hilfe gerufen.

In den Hausaufgaben/Klausuren machen einem auch nicht andere die Skizze.
Das sollte die TE schonmal selber rüberbringen ...

Sofern Ihr keine geeignete Skizze (Ansatz) gelingt, wird die nächste Aufgabe dieser Art ebenfalls ins Leere Laufen!

100x abschreiben bedeutet nicht, 1x selber überlegt zu haben ...

LG Ma-Ma



Antwort
Zeus55

Zeus55 aktiv_icon

04:33 Uhr, 05.11.2014

Antworten
Da hast du recht :-) Nur alles so stehen zu lassen ist auch blöd daher meine ausführliche korrektur.
Ich hätte ja langsam angefangen... Siehe mein erster kommentar. nur mischen sich dann immer wieder leute ein ;-)

Hier nochmal als Anmerkung für den TE:
Nicht entmutigen lassen. Und wie Ma-Ma vorschlägt: Fang nochmal von vorne an:
"Als erstes solltest du dir eine sinnvoll plazierte x und y achse einzeichnen und danach alle informationen aus dem text in die zeichnung eintragen.
Kannst du dann diese skizze nochmal hier hochladen. wenn möglich in besserer qualität, denn auf dem bild ist fast nichts zu erkennen..."

matheloverin

matheloverin aktiv_icon

14:23 Uhr, 05.11.2014

Antworten
Hallo und nochmals danke für eure rasche Antwort! :-) Ich hab mir jetzt nochmals alles angeschaut und eure Erklärungen versucht nachzuvollziehen. Ich habe nun einige Dinge verbessert jedoch verstehe ich trdzm. noch vieles nicht. Ich hoffe miene ständige Fragerei nervt nicht, aber mir fehlt leider sehr viel an grundwissen, deshalb versteh ich meistens selbst banala Rechenoperrationen leider nicht.
Zu der Skizze: Ich hab eine gemacht gehabt (siehe Anhang von damals), aber leider ist kaum etwas zu erkennen, das tut mir leid aber ich hatte zu der Uhrzeit leider keine andere Option wie die Skizze via Webcam abzufotografieren. De Skizze zeigt nur, wie die Fahrbahn verlaufen soll und ist nicht weiter relevant. Sie dient im Grunde genommen nur dazu, dass man die angegebene Werte in der Aufgabenstellung zuordnen kann. Allerdings wäre ich von selbst leider nicht darauf gekommen, wie die Parabeln hätten angeordnet sein können, wie 4397850216 in seiner Skizze es dargestellt hat. Ich hätte einfach keine gemacht und so versucht mich durchzukämpfen, aber im Nachhinein hat die Skizze veles erleichtert-nochmal Danke dafür!

Bei der Aufgabe a.): l(x)=a⋅(x+200) ² +12 und r(x)=a⋅(x-200) ² +12- Ist das nun richtig so? Und der Grund für mein Minuszeichen war, dass man dochh wenn man den Scheitel in die Allgemiene Formel einsetzt, sich das Vorzeichen von c ändert, oder etwa nicht?

Ich verstehe allerdings immer noch nicht wie man auf diese Schnittpk. kommt. Man berechnet einfach nur alle drei Ableitungen-und dann? Wie beweise ich, dass die Schnittpkt. gleich sind? (abgesehen davon, dass dies vorraussetzung der Aufgabenstellung ist)
"Und welche Punkte liegen genau zwischen (-20012) und (0-20) bzw. (0-20) und (20012)?
Die Punkte (-100-4) und (100-4). Warum ist ich denke klar."--> Mir ist das leider nicht klar, wieso -4?

b.) Leider verstehe ich nun immer nicht wie ich sonst die Steigung berechnen soll. Die erste Ableitung ist klar, wieso aber kann ich keinen Punkt einsetzen, um die Steigung zu berechnen? Berechne ich die Steigung mit der Wendestelle oder berechne ich die Stelle, wo die Steigung am höchsten ist, mit der Wendestelle? Und ist die Umformung der 3-teiligen-Formel dann das Ergebni der Wendestelle? Leider versteh ich die Formel überhaupt nicht, da wir immer nur mit der zweiten Ableitung die Wendestellen berechnet haben. Kann man mir auch nochmal erklären wieso, dies nicht geht? Was bedeutet "sie sind begrenzt"? Heißt dass, sie tauchen nur in einer bestimmten Stelle/einem bestiimmten Intervall auf? & wie/Woher erkenne ich sowas an der Gleichung/Parabel?

c.) Wie kommt der Definitionsbereich zu Stande? Woher weiß ich, dass D∈ℝ hier nicht gilt? Ich habe l(x)&r(x) auf Nullstellen geprüft:

f(x)= -1/625x² -20|+20
20= -1/625x² | ⋅(-625)
-12500= x² | Wurzel ziehen
-111,80=x
x1,2= ±111,80

- Ich komm auf genau das gleiche herraus, kann das sein? Ist dann 111,80 die Entfernung von der Kanalmitte bis zur Höhe des w´Wasserspiegels?

@Ma-Ma, ich weiß genau was und wie du das meinst. Allerdings bin ich leider ein hoffnungsloser Fall in Mathe. Selbst meine Lehererin meinte "du schaffst die Aufgabe nicht" und dennoch wollte ich es probieren. Teils, teils verstehe ich es ja, aber da mirt so viel Grundwissen fehlt muss ich an jeder Ecke und Kante fragen. Ich komm mir ja schon selbst hier im Mathe-Forum dumm vor...



Antwort
Zeus55

Zeus55 aktiv_icon

16:05 Uhr, 05.11.2014

Antworten
"Zu der Skizze: Ich hab eine gemacht gehabt (siehe Anhang von damals)"
Die hast du selbst gemacht? Die sieht so aus als wäre sie gedruckt :-) Zudem sie genau das gleiche zeigt wie die, die "irgendeineZahl" gpostet hat.

"Ich hätte einfach keine gemacht und so versucht mich durchzukämpfen, aber im Nachhinein hat die Skizze veles erleichtert-nochmal Danke dafür!"
Bitte NIEMALS ohne Skizze arbeiten. Das ist wirklich wichtig. Wenn du dir nicht sicher bist was die Skizze angeht (egal bei welcher aufgabe) dann Frag hier im Forum nach. Und versuch dann weiter zu machen, statt es ohne zu versuchen.

Zur a)
l(x)=a(x+200)2+12
r(x)=a(x-200)2+12
(fast) Richtig.

Davon ausgehend dass
m(x)=ax2-20 ist.
l(x) und r(x) sind nach unten geöffnet->
l(x)=-a(x+200)2+12
r(x)=-a(x-200)2+12

Nach der Skizze wäre, dass das erste was man macht. (In einer Klausur gäbe es für diesen Ansatz sicher schon in paar Punkte)
------------------------------------------------
Wiederholung:
f(x)=a(x-b)+c
liegt der Scheitel bei x=-10
f(x)=a(x+10)+c
das Vorzeichen von -10dreht sich +10

liegt der Scheitel bei x=+10
f(x)=a(x-10)+c
Das vorzeichen von +10 dreht sich -10

Nun zur verschiebung der Höhe:
Scheitel bei y=-3
f(x)=a(x-b)-3
Vorzeichen bleibt

Scheitel bei y=+3
f(x)=a(x-b)+3
Vorzeichen bleibt
------------------------------------------------

Zur berechnung von a:
Es gibt mehrere Möglichkeiten für diese Aufgaben Stellung: Bestimme einen Paramter, sodass sich Graph A und Graph B berühren.

1) Reine Logik: Das was "4397850216" gemacht hat. Da muss man aber erstmal drauf kommen. Funktiniert meist nur bei sehr einfachen Fällen. Ist also recht speziell

2) Diskriminante: Das wäre das Lösungsprinzip für die Mittelstufe. Funktioniert aber nur bei Parabeln. Bei anderen Funktionen hilft das nicht weiter.

3) Ein LGS(Lineares gleichungs System) aufstellen. Die Lösung die man in der Oberstufe Lernt. Ist vermutlich die komplizierteste der 3 Möglichkeiten dafür aber auch für jede Funktionsart einsetzbar.
------------------------------------------------
Da du ja was mitnehmen sollst: Machen wir mit 3) weiter:

LGS stellt man auf in dem du informationen aus dem Text in Formeln umwandelt.
Dabei ist die Schreibweise f(x) statt y sehr hilfreich.

Man betrachtet jetzt z.B. m(x) und r(x)
Wir wissen nicht den x-Wert wo sie sich schneiden und auch y kennen wir nicht. Disen Unbekannten Punkt nenn ich jetzt mal P(x0|y0) Die Tiefgestellte 0 dient einfach nur dazu das man weis das wir jetzt von einem fixen Wert sprechen und nicht wie bei f(x) über eine breite Möglichkeit an Zahlen.

Was wir wissen ist das P sowahl auf m(x) und r(x) liegt. (Das wissen wir weil wir ovben einfach so festgelegt haben)
Also kann man nun sagen
m(x0)=y0
und
r(x0)=y0

m(x0)=r(x0)

Was wissen wir noch: Am Punkt P soll die Steigung gleich groß sein.
m'(x0)=m0
Vobei m die Stiegung ist.
[...]
m'(x0)=r'(x0)
Ist dir das klar? Versuch das bitte nach zu vollziehen.

Wenn du nun die obigen Gkleichungen mit hilfe der Funktionstherme auflöst dann erhälst du zwei Gleichungn die je 2 Unbekante Variabeln enthalten, nämlich x0 und a.
2 Gleichungen, 2 Variabeln Man kann beide Werte berechnen. SChaffst du das?
Wenn du dir nicht sicher bist frag lieber nach bevor du Zeit mit falschen Berechnungen verschwendest.

------------------------------------------------
Jetzt nur nochmal kurz was zu Funktionen:
Bis jetzt habt ihr im Untericht vermutlich nur Funktionen behandelt die aus einem Funktionstherm bestehen. Hier gibt es aber 3 Funktionstherme die zu einer Funktion zusammengesetzt werden. Jeder dieser 3 Funktiontherme bestzt D. Bei einer Funktion darf aber jedem x_Wert nur einen y-Wert zuegeordnet werden. Das funktionert nicht wenn alle drei Def.breiche sind. Also muss dieser eingeschränkt werden. Wie das machen wir später.
Hier aber nur mal der Unterschied in Bildern:(Mit den Graphen aus deiner Aufgabe.
graph1: D Also einfach 3 Verschiedene Funktionen
graph2: D brenzt 3 Funktiotherme die zusammengesetzt eine Funktion sind.


PS: Der Rest, den du geschrieben hast, kommt dann später dran.
@Alle anderen es darf ach gerne jemand anderes ANtworten. Ich weis nicht wie lange ich heute noch da bin :-)

Graph1
graph2
matheloverin

matheloverin aktiv_icon

21:33 Uhr, 06.11.2014

Antworten
Guten Abend :-) Also ich hab deine Antwort von gestern noch gelesen und versucht alles umzusetzen und musste dann wohl oder übel unfertig abgeben. Ich würde gerne trdzm. noch die Aufgabe verstehen schließlich rückt das Abi immer näher :( Erstmal danke wegen der Wiederholung, ich habe es wohl verwechselt wegen der Vorzeichen-Änderung! Auf ein LGS wäre ich mal wieder gar nicht gekommen. Aber was ich nicht versteh ist welche Formel ich einsetzen muss? ich kann ja entweder nur 1) m(x)=a⋅(x−0) ² -20 und lr(x)= -a⋅(x+200) ² +12 oder 2)m(x)= 1/625x² -20 und lr(x)= -1/625x² -20
Logisch wäre ja die erste Möglichkeit, da es da genau zwei unbekannte gibt, a und x. Jedoch macht mir der benom zu schaffen. Berechne ich den Binom und gebe das dann in den GTR ein damit er mir das LGS berechnet kommt ein Error. Rechne ich von Hand durch das Einsetzungsverfahren macht mir die Zahl beim Binom (x+200) ² zu schaffen, das kann doch wohl nicht richtig sein oder?

Und mit "m′(x0)=r′(x0)" meint man die erste Ableitung der beiden Formeln oder? An sich habe ich das Prinzip durch dene Erklärung verstanden aber wie gesagt mahcne mir die Binome zu schaffen. Danke für die Hilfe!
Antwort
Zeus55

Zeus55 aktiv_icon

22:20 Uhr, 06.11.2014

Antworten
Du sagst dir machen die Biome zu schafen. Was geau ist denn das Problem? Auflösen?
Ist zwar nicht gut, wenn du das nicht kannst aber es ist hier nicht von nöten.

Ich vermute mal du hast dich bei (2) verschireben, da steht nämlich 2 mal das gleiche.
Du benutzt die Gleichungen von (1) denn in (2) ist a bereits berechnet. Soweit sind wir aber noch nicht. Wir starten ja gerade neu du weist garnichts von der Zahl 1625. Das ist ja gerade das was wir berechnen wollen.

ax02-20=-a(x0-200)2+12
Mit dieser Gleichung brauchst du erstmal nichts zu machen. Kümmer dich erstmal um die Ableitung.

Falls du Probleme bei der Ableitung hast, dann darfst du den folgenden Text erstmal ignorieren. Poste dann erst deine Ableitungen bzw dein genaues Problem.


Du machst weiter mit
m'(x0)=r'(x0)
Die Gleichung die daraus resultiert kannst du dann nach a bzw nach x auflösen.
Da das für dich vermutlich nicht trivial ist. Versuch beides zu machen. Welche ergebnisse für a bzw x erhälst du. Dazu mal als Stichunkt:
-Fallunterscheidung
-Teilen durch 0 ist verboten

->Hoffe das verwirrt dich nicht :-)
matheloverin

matheloverin aktiv_icon

23:28 Uhr, 06.11.2014

Antworten
Nein weder Binome, noch das auflösen von ihnen bereitet mir Schwierigkeiten. Es hat nur nicht ganz in die GTR-Formel für das LGS gepasst und das hat mich verwundert.

Hier die Ableitungen:
m&prime;(x0)= 1&sdot;2x
r&prime;(x0 =(-1)&sdot;2x-400

Ich hoffedas es rchtig ist! :-)
Antwort
Zeus55

Zeus55 aktiv_icon

14:08 Uhr, 07.11.2014

Antworten
Ich weis zwar nicht wieso deine Formel so komisch sind, aber wenn ich das richtig sehe dann ist m(x) richtig und und r(x) falsch.
1) Wenn du ableitest dann wird kein Punkt eingesetzt.
du schreibst x0 was einen einzige Zahl darstellt. Das funktioniert nicht mit dem ableiten.
Wenn du also ableitest lass x stehen.
m(x)
m'(x)=2ax Ich denke mal das ista uch das was du meintest

2) Wenn du einen Punkt einsetzt in m(x) einsetzt dann muss dieser auch in die Gleichung:
man setzt x=3
m(x)m(3)
m(x)=ax2-20
m(3)=a32-20
x=x0
m(x0)=a(x0)2-20


Deine Ableitng für r(x)
r'(x)=-1a2x-400 ????
Hier wäre der Rechenweg ganz interesant, damit ich sehe wo was falsch gelaufen ist.

Richtig wäre:
r'(x)=-1a2(x-200)

matheloverin

matheloverin aktiv_icon

01:27 Uhr, 08.11.2014

Antworten
Keine Ahnung wieso die Formeln so komisch umgeschrieben wurden, tut mir leid.

Genau das war eben mein Problem! Diese Zahl kam so unplausbel rüber! Aufjedenfall habe ich die Ableitung so berechnet:

r(x)= -a⋅(x-200)² +12- Binom: x²-400x+40000
=-a⋅x²-400x
=-a⋅2x-400



Antwort
Zeus55

Zeus55 aktiv_icon

11:14 Uhr, 08.11.2014

Antworten
gut das Problem liegt dann beim klammer auflösen/setzten:
Das binom ist richtig aber danach wird es falsch.
r(x)=-a(x2-400x+40000)+12
Jetzt die Klammer auflösen:
r(x)=-ax2+400ax+40000a+12
Das jetzt ableiten.
Übrigens ist das Klammer auflösen die komplizirtere Variante. Mit der Kettenregel geht es deutlich schneller.


Du hast übrigens noch eine PN von mir :-)
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