Mathematik online lernen im Mathe-Forum. Nachhilfe online
Startseite » Forum » Formeln von Cardano/Newton Verfahren & Kontraktion

Formeln von Cardano/Newton Verfahren & Kontraktion

Universität / Fachhochschule

Funktionalanalysis

Tags: Banachscher_Fixpunktsatz, cardano, Fixpunkt, Funktionalanalysis, Kontraktion, Newton-Verfahren, Polynom Grad

 
Antworten Neue Frage stellen Im Forum suchen
Neue Frage
Altermann7

Altermann7 aktiv_icon

16:04 Uhr, 08.07.2017

Antworten
Hi,

Ich habe zwei Fragen zu einer Aufgabe, in der folgende Formel gegeben ist:

f(x)=x3-3x+4.

Zeigen Sie, dass f eine einzige Nullstelle X° besitzt. Berechnen Sie die Null-stelle. Folgern Sie Existenz, Einzigkeit und Lage der reellen Nullstelle aus den Formeln von Cardano.

Für Cardano muss ja p3+q20 sein. Dann gilt y3+3py+q2=0 und es gibt eine Lösung etha dafür mit ...

Meine erste Frage ist nun, ob ich allgemein eine solche Aufgabe "Zeige, dass f eine einzige Nullstelle besitzt" (auch wenn jetzt nicht der Hinweis auf die Formeln von Cardano gegeben ist) beantworten kann, in dem ich Cardano benutze?

Also: Weil (-1)3+22=30 gilt, gibt es nur eine einzige Nullstelle.

Meine zweite Frage ist zum folgenden Aufgabenteil:

Zeigen Sie, dass die Einschränkung von N auf [3;2] eine Kontraktion
ist und X° aus (-3;-2) gilt. Verwenden Sie dabei die Teile (2) und (3).

In (2) haben wir floor und ceil von X° berechnet und in (3) die erste und zweite Ableitung von N(x) mit

N(x)=x-f(x)f'(x).

Jetzt hat mein Prof gesagt, dass N'(X°)=0 und N(X°) ist Extremum gilt. Das eine folgt ja aus dem anderen. In einer ähnlichen Aufgabe war X° zusätzlich einziger Fixpunkt von N(x).

Meine Frage ist nun, wie er auf das obige kommt und ob auch in dieser Aufgabe X° ein Fixpunkt ist? Und wenn ja warum?

Vielen Dank schon mal im Voraus,

Altermann7

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

Online-Übungen (Übungsaufgaben) bei unterricht.de:
 
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

16:14 Uhr, 08.07.2017

Antworten
"Meine erste Frage ist nun, ob ich allgemein eine solche Aufgabe "Zeige, dass f eine einzige Nullstelle besitzt" (auch wenn jetzt nicht der Hinweis auf die Formeln von Cardano gegeben ist) beantworten kann, in dem ich Cardano benutze?"

Nein, es gibt einfachere Wege. Und Cardano gehört überhaupt nicht zum Standardstoff.
Aber es kann natürlich sein, dass Ihr Professor besondere Vorliebe für Cardano hat.
Antwort
DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

16:16 Uhr, 08.07.2017

Antworten
"Meine Frage ist nun, wie er auf das obige kommt und ob auch in dieser Aufgabe X° ein Fixpunkt ist?"

Wenn x0 Nullstelle von f ist, dann gilt trivialerweise N(x0)=x0, also ist x0 ein Fixpunkt von N.
Antwort
Atlantik

Atlantik aktiv_icon

18:19 Uhr, 08.07.2017

Antworten
Der Nachweis nur einer Nullstelle ist auch so zeigbar:

f(x)=x3-3x+4

(x)=3x2-3

f ´ ´ (x)=6x

3x2-3=0

x1=1y1=2 keine Nullstelle

f ´ ´ (1)=61>0 Minimum

x2=-1y2=6 keine Nullstelle

f ´ ´ (-1)=6(-1)<0 Maximum

Da nun das Minimum im 1.Quadranten und das Maximum im 2.Quadranten liegt, gibt es nur eine Nullstelle.

mfG

Atlantik
Diese Frage wurde automatisch geschlossen, da der Fragesteller kein Interesse mehr an der Frage gezeigt hat.