Bestimmung von x-Werten einer Differenzfunktion
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$d(x) = h(x) - f(x), x \in \mathbb{R},$
$h(x) = 0,5e^{0,5x} - x + 1,5$ and $f(x) = 2\cos(\frac{\pi}{2}2x) - 1$
3.6 Bestimmen Sie einen x-Wert so, dass der Funktionswert der Funktion d mit $d(x) = h(x) - f(x), x \in \mathbb{R}$ kleiner als 0,2 ist. (3 Punkte)
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Schriftliche Lösung Schritt für Schritt
In dieser Aufgabe sollen wir einen x-Wert bestimmen, für den der Funktionswert der Differenzfunktion d kleiner als null komma zwei ist.
Analyse der Differenzfunktion
Gegeben sind die Funktionen h von x und f von x. Schauen wir uns f von x genauer an. Beachten Sie, dass in der Klammer Pi Halbe mal zwei x steht.
Wir können den Term in der Kosinus-Funktion vereinfachen, indem wir die zwei kürzen. Damit erhalten wir f von x gleich zwei mal Kosinus von Pi x minus eins.
Die Differenzfunktion d von x ist definiert als h von x minus f von x. Setzen wir die Terme ein.
Kombiniert ergibt das d von x gleich null komma fünf mal e hoch null komma fünf x minus x plus eins komma fünf, minus, in Klammern, zwei Kosinus von Pi x minus eins.
Wenn wir die Klammern auflösen, erhalten wir plus eins am Ende. Zusammen mit der eins komma fünf ergibt das zwei komma fünf.
Wir suchen einen x-Wert, so dass d von x kleiner als null komma zwei ist. Da dies eine transzendente Gleichung ist, probieren wir einfache ganzzahlige Werte aus.
Suche nach einem x-Wert
| x | h(x) | f(x) | d(x) |
|---|---|---|---|
| --- | --- | --- | --- |
| 0 | 0.5+1.5=2 | 2-1=1 | 1 |
Für x gleich null ist d von x gleich eins. Das ist noch nicht kleiner als null komma zwei.
Versuchen wir es mit x gleich eins.
Für $x=1$:
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