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Funktionsdiskussion: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 18:04 Di 21.02.2006
Autor: Lars_B.

Aufgabe
1) Diskutieren Sie die Funktion
y(x) =  [mm] \bruch{e^x}{x^2-1} [/mm]
1.1 Berechnen Sie mögliche Null- und Polstellen.
1.2 Bestimmen Sie den Definitionsbereich.
1.3 Untersuchen Sie die Funktion auf Extremwerte.
1.4 Untersuchen Sie Die Funktion am Rand des Definitionsbereiches.
1.5 Fertigen Sie eine Skizze der Funktion in einem geeigneten Koordinatensystem an.

Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.
1.1 y(x) = [mm] \bruch {e^x} {x^2-1} [/mm]
g(x) = [mm] e^x [/mm]  g'(x) = [mm] e^x [/mm]
h(x) = [mm] x^2-1 [/mm] h'(x) = 2x

Die Funktion hat keine Nullstelle, weil [mm] e^x [/mm] nicht Null wird.

Polstellen... also Nenner = Null, Zähler  [mm] \not= [/mm] Null
Gilt hier für {1,-1}
Weiss leider da nicht weiter :(

1.2
D =  [mm] \IR [/mm] \ {1,-1}

1.3
y'(x) =  [mm] \bruch{e^x * (x^2-1) - e^x * 2x}{(x^2-1)^2} [/mm]
y'(x) =  [mm] \bruch{e^x*(x^2-2x-1)}{(x^2-1)^2} [/mm]

Und nun Nullstellen berechnen (hier nur Zähler):

[mm] x^2-2x-1 [/mm] = 0
[mm] x^2-2x+1-2 [/mm] = 0
[mm] (x-1)^2-2 [/mm] = 0
[mm] (x-1)^2=2 [/mm]
x-1 =  [mm] \wurzel{2} [/mm]
[mm] x_1= [/mm] 1 +  [mm] \wurzel{2} x_2 [/mm] = 1 -  [mm] \wurzel{2} [/mm]

Nach l'Hospital (Zähler und Nenner getrennt differenzieren):
y''(x) =  [mm] \bruch{e^x}{2} [/mm]
y''(1+ [mm] \wurzel{2}) [/mm] = 5,6 > 0 also mininum
y''(1-  [mm] \wurzel{2}) [/mm] = 0.33 > 0 hmm macht keinen Sinn ???

1.4 ? wie soll das gemeint sein ?

        
Bezug
Funktionsdiskussion: Korrekturen
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:18 Di 21.02.2006
Autor: Loddar

Hallo Lars!


> Die Funktion hat keine Nullstelle, weil [mm]e^x[/mm] nicht Null
> wird.

[daumenhoch]

  

> Polstellen... also Nenner = Null, Zähler  [mm]\not=[/mm] Null
> Gilt hier für {1,-1}
> Weiss leider da nicht weiter :(

[daumenhoch] Das war es doch auch schon!

  

> 1.2
> D =  [mm]\IR[/mm] \ {1,-1}

[daumenhoch]

  

> 1.3
> y'(x) =  [mm]\bruch{e^x * (x^2-1) - e^x * 2x}{(x^2-1)^2}[/mm]
>  
> y'(x) =  [mm]\bruch{e^x*(x^2-2x-1)}{(x^2-1)^2}[/mm]
>  
> Und nun Nullstellen berechnen (hier nur Zähler):
>  
> [mm]x^2-2x-1[/mm] = 0
> [mm]x^2-2x+1-2[/mm] = 0
> [mm](x-1)^2-2[/mm] = 0
> [mm](x-1)^2=2[/mm]
> x-1 =  [mm]\wurzel{2}[/mm]

Genauer: $x-1 \ = \ [mm] \red{\pm} [/mm] \ [mm] \wurzel{2}$ [/mm]


> [mm]x_1=[/mm] 1 +  [mm]\wurzel{2} x_2[/mm] = 1 -  [mm]\wurzel{2}[/mm]

[daumenhoch]


> Nach l'Hospital (Zähler und Nenner getrennt differenzieren):
> y''(x) =  [mm]\bruch{e^x}{2}[/mm]

Das geht hier nicht !! Der MBGrenzwertsatz nach de l'Hospital gilt nur für die Bestimmung von Grenzwerten der Form [mm] $\bruch{0}{0}$ [/mm] oder [mm] $\pm\bruch{\infty}{\infty}$ [/mm] .

Das hat nichts mit der Ableitung der Funktion zu tun. Entweder musst Du hier die 2. Ableitung (ziemlich mühsam) nach der MBQuotientenregel bilden.

Oder Du überprüfst die möglichen Extremwerte anhand des Vorzeichenkriteriums (Vorzeichenwechsel der 1. Ableitung).


> 1.4 ? wie soll das gemeint sein ?

Hier ist auf jeden Fall gemeint die Grenzwertbetrachtung für [mm] $x\rightarrow+\infty$ [/mm] und [mm] $x\rightarrow -\infty$ [/mm]  (und hier ist MBde l'Hospital dann anwendbar).

Wer es besonders gut machen möchte, betrachtet auch noch das Verhalten an den beiden Polstellen.


Gruß
Loddar


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