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lineare Approximation

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Tags: Analysis

 
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anonymous

anonymous

14:03 Uhr, 25.06.2004

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Benutzen Sie die beste lineare Approximation der Funktion



f(x) = Wurzel x x >= 0



im Punkt Xo = 100 , um damit einen Näherungswert für die Zahl



Wurzel 100,6 zu bekommen.



Berechnen Sie dafür den absoluten und den relativen Fehler.



Für welche Zahlen X > Xo bleibt der Fehler dieser Approximation unter 1% ?





Vielen Dank für die Hilfe
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
rad238

rad238

14:51 Uhr, 25.06.2004

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f ( x ) = x x f ( x ) = 1 2 x x f ( x = x 0 = 100 ) = 1 2 x 0 = 1 2 100 = 1 20 und
f(x=x0=100) = sqrt(x0) = sqrt(100) = 10


Eine Linearisierung von f an der Stelle x0 = 100 ist also die Gerade

g(x) = a*x + b

mit a = f'(100) und b = f(100)

g(x) = x/20 + 10

Für x = 100,6 ist dann f(x) und g(x) zu bestimmen.
Der absolute Fehler ist Fälschung minus Original:
F_abs = g(x)-f(x)
und
F_rel = F_abs/f(x) = g(x)/f(x) -1.

F_rel ist eine Funktion von x. Wenn man die gleich 1%=0.01 setzt und nach x auflöst, erhält man zwei Lösungen, eine > x0 und eine < x0, bei denen der rel. Fehler 1% ist. Für alle, die größer als die Lösung > x0 sind, ist auch der rel. Fehler größer 1%, weil ja sowohl g(x) als auch f(x) streng monoton sind, was daher auch für den Fehler gilt.

F rel ( x ) = ( x 20 + 10 ) x - 1 = 1 % = 0 , 01 x = ...

Viele Grüße,
rad238
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