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Steckbriefaufgabe (Gauss-Verfahren)

Schüler Gymnasium,

Tags: Ganzrationale Funktion, Gauß Verfahren, Grad, Hochpunkt, LGS, Steckbriefaufgabe, Tiefpunkt

 
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kaefer123

kaefer123 aktiv_icon

17:18 Uhr, 11.05.2014

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Hallo,
ich komme bei folgender Aufgabe nicht weiter, ich habe diese Aufgabe gefühlte 100mal durchgerechnet komme aber immer auf ein falsches Ergebnis : Es handelt sich um eine Steckbriefaufgabe, ich weiß, dass es sich um eine ganzrationale Funktion 3.Grades handelt, Hochpunkt bei (28) und Tiefpunkt bei (60), außerdem geht der Graph durch den Ursprung.
Zunächst habe ich die Funktion und Ableitung aufgestellt :
f(x)=ax^3+bx^2+cx+d
f'(x)=3ax^2+2bx+c

Bedingungen:
f(2)=8
f(6)=0
f'(2)=0
f'(6)=0
d=0, da der Graph durch den Ursprung geht

Dann habe ich folgendes Gleichungssystem aufgestellt:
1. 8a+4b+2c=8(d habe ich direkt rausgestrichen, da es ja 0 ist)
2. 216a+36b+6c=0
3. 12a+4b+c=0

Dieses habe ich dann mit dem Gauss-Verfahren berechnet, kam aber immer auf sehr merkwürdige Ergebnisse. Die richtige Lösung sollte am Ende f(x)=14x3-3x2+9x sein.

Kann mir jmd sagen ob ich schon am Anfang einen Fehler mache ? Oder wie ich dieses Gleichungssystem mit dem richtigen Ergebnis ausrechne ?
Danke im Vorraus.

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

Online-Übungen (Übungsaufgaben) bei unterricht.de:
 
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prodomo

prodomo aktiv_icon

17:22 Uhr, 11.05.2014

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Das Gleichungssystem ist überbestimmt. Du hast 5 Gleichungen für 4 Variable. Entweder hast du dich bei den Bedingungen geirrt oder bei dem 3. Grad.
kaefer123

kaefer123 aktiv_icon

17:24 Uhr, 11.05.2014

Antworten
Ich habe 3 Gleichungen für 3 unbekannte Variablen, soweit ich weiß ist das richtig, und die Bedingungen sind auch richtig. Ich verstehe nicht was Sie meinen ?
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prodomo

prodomo aktiv_icon

17:28 Uhr, 11.05.2014

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Du zählst selbst 4 Bedingungen auf (s. "Bedingungen") und nutzt d=0 aus, womit du dann nur noch 3 Variable hast, aber die 4 Bedingungen immer noch.
kaefer123

kaefer123 aktiv_icon

17:34 Uhr, 11.05.2014

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Wollen sie damit sagen, ich MUSS alle Bedingungen nutzen ? Weil das doch ziemlich unsinnig wäre.
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michael777

michael777 aktiv_icon

17:46 Uhr, 11.05.2014

Antworten
bei 4 Unbekannten brauchst du 4 Bedingungen

deine 3 Gleichungen (mit d=0) sind richtig
vermutlich hast du beim Lösen des LGS einen Fehler gemacht

wie bist du vorgegangen?

mein Vorschlag:
erste Gleichung mit -3 multiplizieren und zur 2. addieren
dann erste Gleichung durch -2 dividieren und zur 3. addieren
dann hast du nur noch 2 Gleichungen mit a und b
kaefer123

kaefer123 aktiv_icon

18:02 Uhr, 11.05.2014

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Okay, ich habe folgendes gemacht: Zuerst habe ich die 2.G-31.G und die 3.G-1.G2 gerechnet, dann würde folgendes da stehen:
1. 8a+4b+2c=8
2. 192a+24b=-24
3. 8a+2b=-4
Dann habe ich 123.G-2.G gerechnet, das würde dann 3. -96a=0 rauskommen, und jz sieht man ja schon, dass es falsch ist.
Wo habe ich einen Fehler gemacht ?
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Atlantik

Atlantik aktiv_icon

18:07 Uhr, 11.05.2014

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Weg über die Nullstellenform:

fa(x)=ax(x-6)2

fa(2)=a2(2-6)2

a2(2-6)2=8

f(x)=14x(x-6)2


mfG

Atlantik
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michael777

michael777 aktiv_icon

18:12 Uhr, 11.05.2014

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192a+24b=-24
8a+2b=-4
---
vereinfachen: erste Gleichung durch 24, zweite Gleichung durch 2:
8a+b=-1
4a+b=-2
dann die zweite Gleichung von der ersten subtrahieren:
4a=1
a=14

a in eine Gleichung mit a und b einsetzen:
414+b=-2
b=-3

a und b in erste Gleichung einsetzen und c ausrechnen


dein Fehler:
12 Gleichung3 - Gleichung2 ergibt
-96a=-24
auf der rechten Seite: -412-(-24)=-24 und nicht 0


kaefer123

kaefer123 aktiv_icon

18:22 Uhr, 11.05.2014

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Ok, jz hab ich es verstanden, ich weiß aber immernoch nicht welche Fehler ich gemacht habe ?
Antwort
michael777

michael777 aktiv_icon

18:27 Uhr, 11.05.2014

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dein Lösungsweg war ja prinzipiell richtig
beim addieren der beiden Gleichungen ist dir aber bei den Zahlen (rechte Seite der Gleichungen) ein Fehler passiert
wie du auf 0 gekommen bist, kann ich mir nicht erklären, rechne doch einfach nochmal nach
Frage beantwortet
kaefer123

kaefer123 aktiv_icon

18:32 Uhr, 11.05.2014

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Habe den Fehler gefunden ! Danke für die Hilfe :-)