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Zwischenwertsatz

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Tags: Zwischenwertsatz

 
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MacGyver

MacGyver

10:13 Uhr, 16.01.2013

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Hallo,

ich habe noch eine Frage zur Bearbeitung der folgenden Aufgabe:

"Sei f: R -> x³-sin(x) gegeben. Zeige: f ist surjektiv und verwende dabei den Zwischenwertsatz."

Der Zwischenwertsatz besagt ja, wenn eine Funktion stetig ist und f(b) >/= f(a), gibt es einen x-Wert im Intervall (a;b), beispielsweise c, der in die Funktionsgleichung eingesetzt einen Funktionswert zwischen f(a) und f(b) ergibt:

f(a) </= f(c) </= f(b)

f(x) = x³-sin(x) ist ja surjektiv, da zu jedem x-Wert ein y-Wert existiert.

Ich überlege, die Aufgabe folgendermaßen zu beantworten:

1.) f(x) ist stetig, der Definitionsbereich ist R

2.) f(unendlich) > f(- unendlich) -> nach dem Zwischwertsatz: Jeder x-Wert zwischen
Minus- und Plus-Unendlich ist einem Funktionswert zwischen f(unendlich) und f(- unendlich) zugeordnet. Somit ist die Funktion surjektiv.

Würdet ihr die Aufgabe auch so beantworten?

Gruß

M.

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich benötige bitte nur das Ergebnis und keinen längeren Lösungsweg."
Online-Nachhilfe in Mathematik
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Shipwater

Shipwater aktiv_icon

10:49 Uhr, 16.01.2013

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Du kannst gleich allgemein folgendes zeigen:
Ist f: stetig und gilt limx-f(x)=- sowie limxf(x)= so ist f surjektiv.
Und das ergibt sich natürlich direkt aus dem Zwischenwertsatz.
Frage beantwortet
MacGyver

MacGyver

11:40 Uhr, 16.01.2013

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Danke, so sieht es ein kompakter aus. :-)
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Shipwater

Shipwater aktiv_icon

11:53 Uhr, 16.01.2013

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Ich würde das dann in etwa so aufschreiben: Sei c beliebig. Dann gibt es wegen limxf(x)= oBdA ein b>0 mit f(b)c. Analog dazu gibt es wegen limx-f(x)=- ein a<0 mit f(a)c. Aus f(a)cf(b) und der Stetigkeit von f folgt dann mit dem Zwischenwertsatz c0[a,b]:  f(c0)=c