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Polynomfunktion 3.Grades umkehren

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Tags: Funktion, polynom, Umkehrfunktion

 
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Fodazd

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06:39 Uhr, 19.09.2010

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Folgendes Problem:

Ich will mir die Umkehrfunktion von y ( x ) = 2 + 3 + x 6 berechnen, und habe keine Ahnung, wie ich das machen soll... Ich bring es nicht fertig, x ausreichend zu faktorisieren, um die Gleichung in die Form x ( y ) = ? zu bringen.

Was ich bereits versucht habe:

2 + 3 + x = ( a + b ) ³ + Z , funktioniert nicht, weil in Z ein x vorkommt.

Polynomdivision funktioniert nicht, weil x dann auf der anderen Seite der Gleichung im Nenner ist.

Die Standardprozedur für kubische Gleichungen funktioniert nicht, weil ich zwei Variablen habe.

Google und Wikipedia haben keine verständlichen Antworten geliefert... Ich hoffe, dass mir hier jemand helfen kann.


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

Online-Übungen (Übungsaufgaben) bei unterricht.de:
 
Online-Nachhilfe in Mathematik
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commander-makatau

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08:28 Uhr, 19.09.2010

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Nun denn, die Nullstellen der Funktion sind sehr cool. Und damit kommst du schnell auf eine Faktorisierung der Form (x+x0)(x+x1)(x+x2).

Die erste Nst sollte sichtbar sein, die beiden anderen findest du auch noch.
Fodazd

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09:07 Uhr, 19.09.2010

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Ok, die Nullstellen sind wirklich nicht das Problem: x 1 = 1 , x 2 = 0.5 , x 3 = 0



Jetzt hab ich y ( x ) = ( x + 1 ) * ( x + 0.5 ) * x 3 . Wie kann ich diese Funktion jetzt umkehren?

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commander-makatau

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09:42 Uhr, 19.09.2010

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Sorry, war vorhin noch ziemlich früh, und ich nicht ganz wach... Die Funktion ist doch nur eindeutig und nicht ein-eindeutig, deswegen lässt sich doch gar keine Umkehrfunktion bestimmen, oder?
Fodazd

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10:01 Uhr, 19.09.2010

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Wenn dieses Problem tatsächlich nicht lösbar ist, wäre das schlecht... Aber diese Funktion ist bijektiv, also sollte sie (zumindest theoretisch) auch umkehrbar sein. Ich kann den gesuchten Funktionsgraphen problemlos durch Spiegelung erzeugen. Das einzige was mir fehlt ist die neue Funktionsgleichung (die dementsprechend eine Wurzelfunktion sein müsste).

EDIT2: Mich interessieren für dieses Beispiel übrigens nur positive x.

EDIT3: Ich merk grad, dass diese Funktion eigentlich gar nicht bijektiv ist... Ich müsste den Definitionsbereich auf positive x UND positive y einschränken, um ein eindeutiges Ergebnis zu bekommen. Scheint also im klassischen Sinn tatsächlich nicht zu funktionieren. Schade, aber danke für die Antwort.

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commander-makatau

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10:25 Uhr, 19.09.2010

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OK, das solltest du dazu sagen... allerdings sehen die Lösungen, die sich theoretisch mit Cardano finden lassen, doch recht kompliziert aus:

http://www.wolframalpha.com/input/?i=Solve[y%3D%282x^3%2B3x^2%2Bx%29%2F6%2Cx]

Die erste Lösung ist reell und näherungsweise
0.24037492838456812*(1.7320508075688772*Sqrt[3888.*y^2 - 1.] + 108.*y)^(1/3) + 0.3466806371753174/(1.7320508075688772*Sqrt[3888.*y^2 - 1.] + 108.*y)^(1/3) - 0.5

wobei ich kaum glaube, dass dir das weiterhilft...
Frage beantwortet
Fodazd

Fodazd aktiv_icon

10:30 Uhr, 19.09.2010

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Doch, das hilft mir tatsächlich weiter... Ist zwar wesentlich komplizierter, als ich gehofft habe, aber immerhin. Vielleicht werde ich zwischen den eindeutigen Lösungen (1->1, 2->5, 3->14, etc.) ganz einfach irgendein Interpolationsverfahren anwenden... Aber danke für den Link.