Bestimmung einer Polynomfunktion 4. Grades

MathematicsPolynomial Functions and RootsMittel

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1.6 Eine Polynomfunktion $p$ vom Grad 4 soll dieselben Nullstellen haben wie die Funktion $h$ mit $h(x) = 3 \sin(\pi x)$, $x \in [0; 3]$.

Weiterhin hat $p$ an der Stelle $x = \frac{3}{2}$ den Funktionswert 3.

Bestimmen Sie einen Funktionsterm von $p$. (6 Punkte)

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Die erste Hälfte ist kostenlos, die komplette Lösung gibt es in der App.

Schriftliche Lösung Schritt für Schritt

1
Schritt 1

In dieser Aufgabe sollen wir eine Polynomfunktion p vom Grad vier bestimmen, die dieselben Nullstellen wie die Sinusfunktion h im Bereich null bis drei besitzt.

Aufgabe: Bestimmung einer Polynomfunktion

2
Schritt 2

Zuerst finden wir die Nullstellen der Funktion h von x gleich drei mal Sinus von pi x im Intervall von null bis drei.

$$h(x) = 3 \sin(\pi x), \quad x \in [0, 3]$$
3
Schritt 3

Die Sinusfunktion hat Nullstellen, wenn ihr Argument ein ganzzahliges Vielfaches von pi ist.

4
Schritt 4

Wir teilen durch pi und erhalten x gleich k.

5
Schritt 5

Im Intervall von null bis drei sind das genau die Werte null, eins, zwei und drei.

$$x_1=0, \, x_2=1, \, x_3=2, \, x_4=3$$
6
Schritt 6

Da unsere Polynomfunktion p vom Grad vier genau diese vier Nullstellen haben soll, können wir sie in der Linearfaktordarstellung schreiben.

Linearfaktorform

$$p(x) = a \cdot (x - x_1)(x - x_2)(x - x_3)(x - x_4)$$
7
Schritt 7

Wir setzen die gefundenen Nullstellen ein.

8
Schritt 8

Das lässt sich vereinfachen zu p von x gleich a mal x mal x minus eins mal x minus zwei mal x minus drei.

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