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nullstelle der ln funktion a²x-lnx

Schüler Gymnasium, 12. Klassenstufe

Tags: ln-Funktion, Nullstellen

 
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crjlang

crjlang aktiv_icon

22:33 Uhr, 02.03.2008

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guten tag,



ich habe als hausaufgabe eine kurve(schar)diskussion auf.

extrema, ableitungen war alles kein problem.

ich finde nur die nullstelle der funktion f(x)=a²x-lnx nicht

mein ansatz war folgender:

0=a²x-lnx

a²x=lnx

eulerischezahl(hoch)a²x= x

weiter komme ich nicht.

ich bin eigentlich der meinung, dass die fkt eine nullstelle hat, nur wo??

würde mich über hilfe freuen.



christian
Hierzu passend bei OnlineMathe:
ln-Funktion (Mathematischer Grundbegriff)
Nullstellen (Mathematischer Grundbegriff)
Vielfachheit einer Nullstelle (Mathematischer Grundbegriff)
Funktion (Mathematischer Grundbegriff)

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tinatown

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23:47 Uhr, 02.03.2008

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Hey Cristian,



also, der Graph der Funktionsschar hat glaube ich keine Nullstelle, denn:



f(x)= a^2 *x -lnx



0= a^2 *x -lnx /+lnx

lnx = a^2 *x /hoch die eulersche Zahl

x = e^(a^2 *x) /-x





Nur dann geht es.

Und ich glaube dazu gibt es keine Lösung, deshalb hat der Graph keine Nullstelle, die y-Achse ist lediglich Asymptote.
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mokka60

mokka60 aktiv_icon

23:54 Uhr, 02.03.2008

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Hallo Christian,

(1)  0=a²x-lnx
(2)  a²x=lnx

Gleichung (1) ist eine sogenannte transzendente Gleichung. Man kann sie nicht "in geschlossener Form" lösen, also wie sonst üblich, nach x auflösen.

 

Schau dir mal Gleichung (2) an und betrachte linke und rechte Seite als selbständige Funktionsterme:

y = a²x  ist (hat als Graph) eine Nullpunktsgerade mit der Steigung  a²,

y= ln x  ist die ln-Kurve.

Gleichsetzen heißt, Schnittstellen berechnen. Für vorgegebenes a kannst du das nur zeichnerisch bzw. rechnerisch über numerische Näherungsverfahren.

Noch soviel: Die Gerade    y = 1 e x  (d.h. a²=e bzw. a=Wurzel(e)) berührt die ln-Kurve gerade im Punkt P(e/1).

Geraden, die flacher verlaufen, schneiden die ln-Kurve in 2 Punkten, ausgenommen die x-Achse (y = 0), die die ln-Kurve natürlich auch nur einmal schneidet, 

Geraden, die steiler verlaufen, schneiden die ln-Kurve gar nicht.

Also hat die gegebene Funktionenschar

keine Nullstelle, falls a²> e

genau eine Nullstelle, falls a²= e oder a²= 0 , und

zwei  Nullstellen, falls 0< a²< e [Hinweis: die ln-Kurve steigt "langsamer" als jede Potenzfunktion, und z.B. ist y = 0,5x  auch eine Potenzfunktion, denn xhoch1 ist auch eine Potenz von x]

Mfg mokka60


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