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Zeigen, dass es genau eine Nullstelle hat m. Rolle

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Tags: Funktion, Nullstell, Zwischenwertsatz

 
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auulooof

auulooof aktiv_icon

13:49 Uhr, 09.02.2019

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Die Aufgabe:

Zeigen Sie: die folgende Funktion hat genau eine relle Nullstelle:
p(x)=3x+2cos(x)+5
Hinweis: Benutzen Sie den Zwischenwertsatz und den Satz von Rolle.

Grundsätzlich wäre es ja kein Problem, wenn ein Intervall vorgegeben wurde, aber dies ist hier nicht der Fall.
Dann habe ich mir gedacht, dass der Cosinus nur einen Wert zwischen 1 und -1 annehmen kann, und man so festellen kann, dass p(x) für x3 immer negativ und p(x) für x-1 immer positiv ist. Und so muss ich jetzt nur das Intervall [-3;-1] betrachten. Doch der Gebrauch von Taschenrechnern ist nicht erlaubt und dies ist ja nützlich bei der Berechnung des Cosinus. Ich könnte sonst eine Abschätzung machen, doch dies wäre sehr schwamming und auch die Reduzierung auf das Intervall [-3;-1] ist formell ja nicht ganz sauber, weshalb ich mir denke, dass ich irgendetwas falsch mache. Vorallem, weil da steht "Zeigen Sie" und da sollte es ja schon ziemlich formell sein.

Ist mein Ansatz richtig oder gibt es einen schöneren Weg?

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

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

Shipwater aktiv_icon

15:47 Uhr, 09.02.2019

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Durch Ableiten siehst du sofort, dass die Abbildung streng monoton wachsend ist, also kann es höchstens eine Nullstelle geben. Da p sowohl positive als auch negative Werte annimmt (das hast du dir schon überlegt) erhältst du via Zwischenwertsatz also genau eine Nullstelle.
auulooof

auulooof aktiv_icon

18:21 Uhr, 09.02.2019

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Danke! Macht Sinn!
Der Satz von Rolle ist demfall gar nicht notwendig?
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Shipwater

Shipwater aktiv_icon

18:41 Uhr, 09.02.2019

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Nein, aber natürlich kannst du die Eindeutigkeit der Nullstelle alternativ auch mit dem Satz von Rolle zeigen. Zwei Nullstellen von p würden demnach eine Nullstelle von p' implizieren (welche es aber nicht gibt). Diese Argumentation wäre insbesondere dann sinnvoll, wenn ihr die Implikation " f'>0f streng monoton wachsend" noch nicht bewiesen habt.
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