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Stetigkeit

Tags: Stetigkeit

 
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schalkeboy

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13:23 Uhr, 07.07.2015

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Zeige, dass die Funktion f:[1e,e],f(x)=xlog(x)-x ihr Maximum und
Minimum annimmt und berechne diese Werte.

Also das einzige was ich weiss ist über Maximum Minimum von stetige Funktionen: "Sei f eine stetige Funktion über dem geschlossenen Intervall [a,b]. Dann gibt es eine Stelle in diesem Intervall bei der
f ein Maximum hat und es gibt in diesem Intervall eine Stelle
bei der f ein Minimum hat."

Wie soll ich denn jetzt bei der Aufgabe vor gehen? Der Satz bringt mir jetzt direkt nichts.

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Hierzu passend bei OnlineMathe:
Stetigkeit (Mathematischer Grundbegriff)
Extrema (Mathematischer Grundbegriff)
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
pwmeyer

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13:52 Uhr, 07.07.2015

Antworten
Hallo,

wie wäre es mit einer kleinen Kurvendiskussion?

Gruß pwm
schalkeboy

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13:57 Uhr, 07.07.2015

Antworten
Ableiten,null setzen?

Wie mann es im Abi kennt?
Antwort
Roman-22

Roman-22

14:00 Uhr, 07.07.2015

Antworten
> Wie soll ich denn jetzt bei der Aufgabe vor gehen? Der Satz bringt mir jetzt direkt nichts.
Wenn du argumentieren kannst, warum die Funktion über dem gegebenen Intervall stetig ist (was nicht so schwer sein sollte), dann hast du den ersten Teil der Aufgbabe damit doch schon erschlagen.
Und das Berechnen der konkreten Werte siehe pwmeyer. (Ränder nicht vergessen)
Und wie so oft gilt, dass ein Bild mehr sagt als 1000 Worte:
MM

R

> Ableiten,null setzen?
> Wie mann es im Abi kennt?
Ja.
schalkeboy

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14:07 Uhr, 07.07.2015

Antworten
alles klar, also krieg ich dann die extremas raus wenn ich die 1.ableitung null setze.
danach entscheid ich noch welches ein hochpunnkt ist und welches tiefpunkt.
Dann hab ich ja maxima und minimum schon oder?

und wie kann ich sagen ob es im gegebenen Intervall stetig ist?

Antwort
Roman-22

Roman-22

14:40 Uhr, 07.07.2015

Antworten
> Dann hab ich ja maxima und minimum schon oder?
Nein! Du bekommst mit der Ableitung nur eine eine Lösung.
Wie schon geschrieben - Ränder nicht vergessen!
Deine Funktion ist schließlich auf ein endliches Intervall beschränkt.
Außerdem solltest du vielleicht einmal einen Blick auf die Grafik werfen, die ich gepostet habe.

> und wie kann ich sagen ob es im gegebenen Intervall stetig ist?
Indem du dein Wissen über Stetigkeit und stetige Funktionen zusammenkramst. Welche Funktion kennst du verlässlich als stetig; was weißt du über verschiedene Kombinationen von stetigen Funktionen; etc.

R

schalkeboy

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15:08 Uhr, 07.07.2015

Antworten
Durch die Skizze zu sehen:
Tiefpunkt ist minimum und die Nullstelle rechts ist maximum.


Zur stetigkeit:
f(x) ist stetig, denn xlog(x) ist stetig und x ist stetig.
Somit ist ja die Differenz auch stetig.

Die Begründung reicht für die Stetigkeit oder?
Antwort
Roman-22

Roman-22

15:13 Uhr, 07.07.2015

Antworten
> Durch die Skizze zu sehen:
> Tiefpunkt ist minimum und die Nullstelle rechts ist maximum.
Und das sollte deine Rechnung dann auch bestätigen.

>f(x) ist stetig, denn xlog(x) ist stetig und x ist stetig.
Aha, und die Stetigkeit von xln(x) nimmst du als gegeben an?

Warum schreibst du eigentlich immer log(x) wenn du (wie ich vermute) ln(x) meinst?
Das ist irreführend und keineswegs eindeutig definiert.
Oder steht log hier doch für einen Logarithmus beliebiger Basis (natürlich zulässig, also >0 und 1)? Dann wären allerdings die Intervallgrenzen etwas eigentümlich gewählt.

R

schalkeboy

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15:40 Uhr, 07.07.2015

Antworten
In der Vorlesung meinte der dozent wir können er schreibe log anstatt ln, weil im log lieber ist.
Damit denke ich mit log ist ln gemeint. In der original aufgabe steht auch log, mehr dazu steht nicht.


die stetigkeit von . xlog(x) wie sollen wir das dann nachweisen?
Bisher haben wir immer gezeigt dass der linkswertiger Grenzwert=rechtsseitiger Grenzwert ist und somit stetig.
Kann man das dann hier auch so machen?
Antwort
Roman-22

Roman-22

16:11 Uhr, 07.07.2015

Antworten
> er schreibe log anstatt ln, weil im log lieber ist.
Originelle Begründung. Ich halte es trotzdem für Unfug. Hoffentlich kommt er nicht auch noch auf die Idee, statt sincos und statt cossin zu schreiben - einfach weil es ihm so lieber ist.
Aber immerhin hat er es offenbar definiert und daher gilt das jetzt auf allen seinen Handouts. Wenn du hier allerdings eine Frage stellst, solltest du doch lieber die bei uns gebräuchlichen Bezeichnungen verwenden oder anderfalls eben auch eingangs definieren, dass log für dich den natürlichen Logarithmus bezeichnet.

> die stetigkeit von . x⋅log(x) wie sollen wir das dann nachweisen?
Ich denke, dass du die Stetigkeit von f(x)=x und von f(x)=ln(x) (für x>0) voraussetzen darfst. Damit ist natürlich auch das Produkt stetig. Also gleiche Argumentation wie bei der Differenz.

R


schalkeboy

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17:03 Uhr, 07.07.2015

Antworten
Alles klar.

noch eine kleine frage habe ich.
Wenn mann sagt: f ist stetig da die komposition stetiger funktion stetig ist.

meint mann damit die differnz, addition produkt von 2 stetigen funktionen, welches wiederum stetig ist.
Antwort
Roman-22

Roman-22

22:23 Uhr, 07.07.2015

Antworten
"
Wenn mann sagt: f ist stetig da die komposition stetiger funktion stetig ist.

meint mann damit die differnz, addition produkt von 2 stetigen funktionen, welches wiederum stetig ist.
"

Nein, nichts von alledem. Obwohl (u.U. nach Adaptierung der Definitionsmenge) natürlich Differenz, Summe, Produkt und Quotient zweier stetiger Funktionen wieder stetig sind.
Aber unter Komposition versteht man die Hintereinanderschaltung von Funktionen, also das Ergebnis einer Funktionsauswertung als Argument für eine zweite Funktion zu verwenden. zB (fg)(x)=g(f(x)).
Solche Begriffe kann man auch nachschlagen
www.google.com/search?q=Komposition+von+Funktionen
de.wikipedia.org/wiki/Komposition_%28Mathematik%29

R


schalkeboy

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00:03 Uhr, 08.07.2015

Antworten
z.B
logx=1x

f(x)=logx-1x

Nun können wir sagen, f ist stetig, da logx stetig und 1x stetig.
Somit ist die Differenz auch stetig.

Aber mann kann die stetigkeit bei f(x)=logx-1x auch begründen, in dem man sagt: f stetig als komposition stetiger Funktionen. Aber wieso darf ich jetzt hier überhaupt diese Begründung verwenden?

Wann genau darf man die Begründung "stetig als komposition stetiger Funktionen" verwenden?
Antwort
Roman-22

Roman-22

00:35 Uhr, 08.07.2015

Antworten
> Aber wieso darf ich jetzt hier überhaupt diese Begründung verwenden?
Wer oder was sagt dir denn, dass du es darfst?
Ich hab dir doch vorhin deutlich erklärt, was man unter der Komposition von Funktionen versteht.

Im Übrigen ist 1x nicht überall stetig.


schalkeboy

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16:28 Uhr, 08.07.2015

Antworten
f(x)=ex+logx-3

bei der Lösung dieser funktion steht ,f ist stetig als komposition von stetigen funktion.
So steht das in der Lösung.

wieso darf man das hier so begründen?
Antwort
Roman-22

Roman-22

01:12 Uhr, 09.07.2015

Antworten
Weil die Lösung, die dir vorliegt, offensichtlich schlampig formuliert ist.

Siehe dazu auch meine letzte Antwort in diesem Thread: www.onlinemathe.de/forum/differenzierbarkeit-186
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