Mathematik online lernen im Mathe-Forum. Nachhilfe online
Startseite » Forum » Intervallschachtelung

Intervallschachtelung

Universität / Fachhochschule

Folgen und Reihen

Tags: Folgen und Reihen

 
Antworten Neue Frage stellen Im Forum suchen
Neue Frage
matheishate

matheishate aktiv_icon

10:14 Uhr, 15.04.2016

Antworten
Hallo Onlinemathe,

Wie beginnt man bei folgender Aufgabenstellung: Bestimmen Sie mittels Intervallschachtelung alle Lösungen der Gleichung x³+5x+1=0 auf 4 Dezimalstellen genau!
Und wie schreibt man es richtig auf?

Ich habe es beispielsweise mal so probiert:

[-1;1] -1³+5*-1+1 < x³+5x+1=0 < 1³+5*1+1
[-1,01;1,01] -1,01³+5*-1,01+1 < x³+5x+1=0 < 1,01³+5*1,01+1
[-1,001;1,001] -1,001³+5*-1,001+1 < x³+5x+1=0 < 1,001³+5*1,001+1
[-1,0001;1,0001] -1,0001³+5*-1,0001+1 < x³+5x+1=0 < 1,0001³+5*1,0001+1
[-1,00001;1,00001] -1,00001³+5*-1,00001+1 < x³+5x+1=0 < 1,00001³+5*1,00001+1

Schreibt man das so auf oder müsste man irgendwas in Richtung x=-1=f(x)= -5?schreiben?
z.B: -1³+5*-1+1=-5 < x³+5x+1=0 < 1³+5*1+1 =7
oder -5< x³+5x+1=0 <7

Oder bin ich komplett falsch? Im Skript steht zu Intervallschaltung nur ein Satz und im Internet habe ich das so verstanden wie ich es oben geschrieben habe

Danke Leute

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

10:36 Uhr, 15.04.2016

Antworten
Komplett falsch.

Du nimmst ein Intervall, z.B. [-1,0]. Dann kuckst Du, welche Werte Deine Funktion an den Ränden hat: f(-1)=(-1)3+5(-1)+1=-5<0, f(0)=1>0. Das bedeutet, irgendwo zwischen [0,1] gibt's eine Nullstelle. Dann teilst Du das Intervall [0,1] in zwei: [-1,-0.5] und [0.5,1] und prüfst dasselbe für beide, dabei musst Du f(-1) und f(0) nicht mehr berechnen, nur f(-0.5)=-1.625<0. Das bedeutet, dass zwischen -0.5 und 0 eine Nullstelle geben muss (über das Intervall [-1,-0.5] kann man keine Aussage treffen). Weiter teilst Du also [-0.5,0] in zwei gleich große Intervalle und berechnest f(-0.25)=-0.265625<0. Das bedeutet, dass zwischen -0.25 und 0 eine Nullstelle geben muss. Usw. So kommst Du auf eine Nullstelle (ca. -0.198).
Dass dies die einzige Nullstelle ist, folgt z.B. daraus, dass f streng monoton steigend ist, weil fʹ(x)>0 überall.
matheishate

matheishate aktiv_icon

10:56 Uhr, 16.04.2016

Antworten
f(−1)=(−1)3+5(−1)+1=−5<0, f(0)=1>0. Das bedeutet, irgendwo zwischen [0,1] gibt's eine Nullstelle.

Wie kommt man auf diese Aussage, wenn man für f(-1) und f(0) geprüft hat?
Liegt das daran das f(-1) weiter entfernt von der 0 ist als f(0)?
Prüfe ich im ersten schritt immer 2 Zahlen und danach 4 Zahlen?
Antwort
DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

12:32 Uhr, 16.04.2016

Antworten
de.wikipedia.org/wiki/Zwischenwertsatz

matheishate

matheishate aktiv_icon

13:05 Uhr, 16.04.2016

Antworten
ok ich habe mir jetzt dazu noch was angeguckt,
wie würde man sowas den konkret aufschreiben?

kann man das als Tabelle aufschreiben ala

f(-1)|f(0)
-5     |1

f(-1)|f(-0,5)|f(0)
-5    |-1,625|1

f(-0,5)||f(-0,25)|f(0)

und so immer näher dran?

/

Ich habe jetzt z.B. eine Tabelle gemacht die wie folgt aussieht


test
Antwort
DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

20:04 Uhr, 16.04.2016

Antworten
So ist das auch möglich, wenn auch ich das anders machen würden (und zwar wie ich das oben gemacht habe).
matheishate

matheishate aktiv_icon

20:27 Uhr, 16.04.2016

Antworten
aber ist das nicht falsch das ich rechts immer von f(0) ausgehe?
ich meine die f(-1) konnte ich ja noch durch 2 in" f(-0,5) ändern?
hätte ich vllt in der reihe unter f(0)f(-0,1) oder so schreiben sollen um die zahlen noch schneller zu anzunähren?

matheishate

matheishate aktiv_icon

20:27 Uhr, 16.04.2016

Antworten
aber ist das nicht falsch das ich rechts immer von f(0) ausgehe?
ich meine die f(-1) konnte ich ja noch durch 2 in" f(-0,5) ändern?
hätte ich vllt in der reihe unter f(0)f(-0,1) oder so schreiben sollen um die zahlen noch schneller zu anzunähren?

Antwort
DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

20:32 Uhr, 16.04.2016

Antworten
Die Idee ist, ein Intervall in zwei gleiche Teile zu schneiden und nur die Hälfte zu nehmen, wo Vorzeichen der Funktion an den Ränden unterschiedlich sind. Und dann mit diesem Intervall fortfahren. Dann hast Du nach jedem Schritt ein zweimal kleineres Intervall, also zweimal kleinere Ungenauigkeit.

Kuck auch das Beispiel hier:
http//www.zum.de/Faecher/M/NRW/pm/mathe/nisih.htm
Diese Frage wurde automatisch geschlossen, da der Fragesteller kein Interesse mehr an der Frage gezeigt hat.