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Ganzrrationale Funktionen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 21:14 So 23.10.2005
Autor: baytex

Hallo, könnt ihr euch das mal angucken:

[Dateianhang nicht öffentlich]

Mit dem Bild-Upload hab ich das nicht hingekriegt, bin neu hier.
Könntet ihr mir bei der Aufgabe 'erklärend' helfen.
Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.

Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
        
Bezug
Ganzrrationale Funktionen: Zusatzinformation
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 21:20 So 23.10.2005
Autor: baytex

da ich in den vorherigen Post nicht reineditieren konnte, hier die Aufgabe nochmal Schriftlich. Im Link ist der Graph zu finden.

~>

Zwei Straßenenden sind durch die Halbgerade y=0 für x <= 1 und y=2 x>= 3 gegeben. Sie sollen durch einen Übergangsbogen miteinander verbunden werden. Der Einfachheit wegen soll dieser Bogen der Graph einer ganzrationalen Funktion f mit möglichst kleinem Grad sein.

a) Der Graph von f soll an den Anschlussstellen die Steigung 0 haben. Bestimme f(x).

b) f soll an den Anschlussstellen in der ersten und in der zweiten Ableitung mit den Halbgeraden übereinstimmen. Bestimme f (x).


Bezug
        
Bezug
Ganzrrationale Funktionen: Anfang...
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 21:21 So 23.10.2005
Autor: mitsam

Die Punkte sind ja Schon angegeben bzw. du kannst sie ja auch von diesem Abbild ablesen.

P1(1|0)
1. f(1)=0
2. f'(1)=0  [Weil die Steigung 0 ist.]

P2(3|2)
3. f(3)=2
4. f'(3)=0  [Weil die Steigun 0 ist.

Das ist eine Funktion 3. Grades, warum kann ich die leider nicht erklären.

Du stellst die Funktion 3. Grades auf:
f(x) = ax³ + bx² + cx + d

Die ableitung brauchst du auch:
f'(x) = 3ax² + 2bx + c

Nun kannst du die Punkte in die Gleichung einsetzen:

a + b + c + d = 0   [f(1)=0]
3a + 2b + c = 0    [f'(1)=0]
27a + 9b + 3c +d = 2 [f(3)=2]
27a + 6b + c = 0 [f'(3)=0]

Und wie geht es weiter?
Mit Matrix würde es gehen aber ich kenn mich damit nicht aus, Sorry, kann ein anderer Bitte weiter Helfen?

Bezug
                
Bezug
Ganzrrationale Funktionen: Gleichungssystem
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 21:53 So 23.10.2005
Autor: informix

Hallo mitsam und baytex,
[willkommenmr]

> Die Punkte sind ja Schon angegeben bzw. du kannst sie ja
> auch von diesem Abbild ablesen.
>  
> P1(1|0)
>  1. f(1)=0
>  2. f'(1)=0  [Weil die Steigung 0 ist.]

[daumenhoch]

>  
> P2(3|2)
>  3. f(3)=2
>  4. f'(3)=0  [Weil die Steigun 0 ist.

[daumenhoch]

>  
> Das ist eine Funktion 3. Grades, warum kann ich die leider
> nicht erklären.

es soll eine Funktion möglichst kleinen Grades sein:
Parabel (2. Grades) hat keinen Wendepunkt, der ist aber nötig, um vom linken Extrempunkt zum rechten zu kommen.

>  
> Du stellst die Funktion 3. Grades auf:
>  f(x) = ax³ + bx² + cx + d

[daumenhoch]  

> Die Ableitung brauchst du auch:
>  f'(x) = 3ax² + 2bx + c
>  
> Nun kannst du die Punkte in die Gleichung einsetzen:

und erhältst ein Gleichungssystem, das du nach den dir bekannten Regeln lösen kannst:

>  
> a + b + c + d = 0   [f(1)=0]
>  3a + 2b + c = 0    [f'(1)=0]
>  27a + 9b + 3c +d = 2 [f(3)=2]
>  27a + 6b + c = 0 [f'(3)=0]
>  

du hast hier vier Gleichungen für die vier Koeffizienten ...

Gruß informix


Bezug
                        
Bezug
Ganzrrationale Funktionen: Matrix
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 22:01 So 23.10.2005
Autor: baytex

Wie löst man das mit der Matrix?
Und was kommt danach?
Ist man dann fertig ?

Bezug
                                
Bezug
Ganzrrationale Funktionen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 22:18 So 23.10.2005
Autor: Karl_Pech

Hallo baytex,


Du kannst dafür z.B. das []Gauss-Jordan-Verfahren benutzen. Damit kriegst Du die Koeffizienten für dein Interpolationspolynom 3ten Grades raus. Anschließend kannst Du als Interpolationsfunktion für die Brücke z.B.
[mm] $p:\left[1,3\right] \to \left[0,2\right]; p\left(x\right) [/mm] := [mm] ax^3+bx^2+cx+d$ [/mm]
festlegen, wobei Du für [mm] $a,\dotsc,d$ [/mm] die entsprechenden Werte einsetzt.


Tja, und dann müßtest Du noch die b) machen. Aber die dortigen Bedingungen scheinen ein überbestimmtes System für ein Polynom 3ten Grades zu erzeugen. Vermutlich muß man hier ein Polynom 5ten Grades nehmen... .


Grüße
Karl




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