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Ableitungen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 13:23 Sa 16.11.2013
Autor: canyakan95

Aufgabe
Gegeben ist die funktionenschar fa mit fa(x) = [mm] -2x*ln(1/a*x^2) [/mm]

Ermitteln sie die erste und zweite ableitung

Kontrolle : f´a(x) = [mm] -2ln(1/a*x^2)-4 [/mm]

Meine Frage ist , wie sie auf -4 kommt und ist die Ableitung von [mm] ln(1/a*x^2) [/mm]
2/x ??

Mfg

        
Bezug
Ableitungen: Produktregel
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 13:30 Sa 16.11.2013
Autor: Loddar

Hallo canyakan!


> Kontrolle : f´a(x) = [mm]-2ln(1/a*x^2)-4[/mm]
> Meine Frage ist , wie sie auf -4 kommt

Durch die Anwendung der MBProduktregel und Zusammenfassen.


> und ist die Ableitung von [mm]ln(1/a*x^2)[/mm] 2/x ??

[ok] Mit der MBKettenregel gilt:  [mm] $\left[ \ \ln\left(\bruch{1}{a}*x^2\right) \ \right]' [/mm] \ = \ [mm] \bruch{1}{\bruch{1}{a}*x^2}*\bruch{1}{a}*2x [/mm] \ = \ [mm] \bruch{2}{x}$ [/mm]


Gruß
Loddar

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Ableitungen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 13:50 Sa 16.11.2013
Autor: canyakan95

Ich weis ja nicht wie sie auf -4 kommt beim zusammenfassen des 2. teils steht bei mir -2x * 2/x
Und ich weis nicht wie sie daraus -4 macht

Mfg

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Ableitungen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 13:54 Sa 16.11.2013
Autor: M.Rex


> Ich weis ja nicht wie sie auf -4 kommt beim zusammenfassen
> des 2. teils steht bei mir -2x * 2/x
> Und ich weis nicht wie sie daraus -4 macht

>

> Mfg

Hallo

Du hast:

[mm] $f_{a}(x)=\underbrace{-2x}_{u}\cdot\underbrace{\ln\left(\frac{1}{a}\cdot x^{2}\right)}_{v} [/mm] $

Also:
[mm] $f_{a}'(x)=\underbrace{-2}_{u'}\cdot\underbrace{\ln\left(\frac{1}{a}\cdot x^{2}\right)}_{v}+\underbrace{(-2x)}_{u}\cdot\underbrace{\frac{2}{x}}_{v'} [/mm] $


Die -4 entsteht durch simple Bruchrechnung im uv'-Teil.

Marius

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Ableitungen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 16:05 Sa 16.11.2013
Autor: canyakan95

Aufgabe
fa(x)= [mm] -2x*ln(1/a*x^2) [/mm]
Weisen sie durch partielle integration nach, dass die funktion Fa(x)= [mm] x^2-x ln(1/a*x^2) [/mm] eine Stammfunktion von fa ist.


Wie soll ich das nachweisen . Ich weis zwar die formel für die berechnung aber weis nicht wie ich es lösen soll.
Kann einer mir bitte das schritt für schritt erklären

Mfg

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Ableitungen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 16:18 Sa 16.11.2013
Autor: reverend

Hallo canyakan,

etwas musst Du schon selbst tun.

> fa(x)= [mm]-2x*ln(1/a*x^2)[/mm]
>  Weisen sie durch partielle integration nach, dass die
> funktion Fa(x)= [mm]x^2-x ln(1/a*x^2)[/mm] eine Stammfunktion von
> fa ist.
>  
> Wie soll ich das nachweisen .

Steht doch da: durch partielle Integration.
Natürlich wäre Ableiten der gegebenen Stammfunktion leichter, aber Du sollst halt zeigen, dass du die auch selbst gefunden hättest.

> Ich weis zwar die formel für
> die berechnung

Ach, da gibts ne Formel? Interessant. Die wüsste ich auch gern. Wie geht das?

> aber weis nicht wie ich es lösen soll.
>  Kann einer mir bitte das schritt für schritt erklären

Nee, Du machst erstmal ein paar Schritte, und dann helfen wir Dir weiter.

Hier ist die Entscheidung, welche (Teil-)funktion abzuleiten und welche zu integrieren ist, ziemlich leicht. Einen Logarithmus integriert man nicht gern.

Also $u'=-2x$ und [mm] v=x\ln{(1/a*x^2)}. [/mm]

Wenn das nicht klappt, kann mans ja immer noch umgekehrt versuchen.

Denn mal los.

Grüße
revered



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Ableitungen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 16:59 Sa 16.11.2013
Autor: canyakan95

So mein ansatz wäre g(x) = x* [mm] ln(1/a*x^2) [/mm] g'(x) = ln (1/ax^ 2) h(x) = [mm] -x^2 [/mm] h'(x)= -2x

[mm] (X*ln(1/a*x^2) [/mm] *-(2x) ) - [mm] ln(1/a*x^2) [/mm] * (-2x)
... Wie geht es weiterr ..???

Mfg

Bezug
                                
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Ableitungen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:16 Sa 16.11.2013
Autor: M.Rex


> So mein ansatz wäre g(x) = x* [mm]ln(1/a*x^2)[/mm] g'(x) = ln
> (1/ax^ 2) h(x) = [mm]-x^2[/mm] h'(x)= -2x

Hier fehlen aber Integrale:
>

> [mm](X*ln(1/a*x^2)[/mm] *-(2x) ) - [mm]ln(1/a*x^2)[/mm] * (-2x)
> ... Wie geht es weiterr ..???

>
>Mfg

Du hattest, mit reverends Tipps:

[mm]\int\underbrace{(-2x)}_{u'}\cdot\underbrace{\ln\left(\frac{1}{a}\cdot x^{2}\right)}_{v}dx=\underbrace{(-x^{2})}_{u}\cdot\underbrace{\ln\left(\frac{1}{a}\cdot x^{2}\right)}_{v}-\int\underbrace{(-x^{2})}_{u}\cdot\underbrace{\frac{1}{\frac{1}{a}\cdot x^{2}}\cdot\frac{2}{a}\cdot x}_{v'}dx[/mm]

Das hintere Integral fällt mit ein wenig Bruchrechnung schön zu einem sehr einfachen Integral zusammen.

Marius

Bezug
        
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Ableitungen: Ansatz
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 16:32 So 17.11.2013
Autor: canyakan95

Aufgabe
Der Graph von f4 ( [mm] -2x*ln(1/4*x^2), [/mm] der Graph der Funktion h mit h(x) = 4x und die x-Achse schließen im 1.quadranten eine Fäche ein. Ermitteln sie den Fächeninhalt dieser eingeschlossenen Fläche.

Die Parallelen zu den Koordinatenachsen durch den Punkt P(u/f4(u)) mit 0<u<2 begrenzen zusammen mit den Achsen ein Rechteck.
Bestimmen sie ein Funktionsterm und ermitteln sie den Wert von u für  den A(u) maximal wird.

Zu der 1.Aufgabe habe ich die Differenzfunktion gebildet : [mm] -6x*ln(1/4x^2) [/mm]
weis aber net wie ich weiter machen soll

und zu der 2. aufgabe : meine Formel lautet doch [mm] u*-2u*ln(1/4*u^2) [/mm]
WIe soll ich bei den 2 Aufgaben weiter machen.

Bezug
                
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Ableitungen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 21:56 So 17.11.2013
Autor: M.Rex

Hallo

> Der Graph von f4 ( [mm]-2x*ln(1/4*x^2),[/mm] der Graph der Funktion
> h mit h(x) = 4x und die x-Achse schließen im 1.quadranten
> eine Fäche ein. Ermitteln sie den Fächeninhalt dieser
> eingeschlossenen Fläche.

>

> Die Parallelen zu den Koordinatenachsen durch den Punkt
> P(u/f4(u)) mit 0<u<2 begrenzen zusammen mit den Achsen ein
> Rechteck.
> Bestimmen sie ein Funktionsterm und ermitteln sie den Wert
> von u für den A(u) maximal wird.
> Zu der 1.Aufgabe habe ich die Differenzfunktion gebildet :
> [mm]-6x*ln(1/4x^2)[/mm]

Ich fürchte, du hast eine furchtbaren Fehler bei der Zusammenfassung der Differenzfunktion gemacht.

[mm] 4x-2x\cdot\ln\left(\frac{1}{4}u^{2}\right)\ne-6x\cdot\ln\left(\frac{1}{4}u^{2}\right) [/mm]

Die Funktionen f(x) und h(x) schneiden sich bei [mm] x\approx\pm5,43 [/mm]
Diese Schnittstellen kannst du nur per Näherungsverfahren berechnen.

Berechne also

[mm] \int\limits_{0}^{5,43}4x-2x\cdot\ln\left(\frac{1}{4}u^{2}\right)dx [/mm]

Da die Funktion (und auch die Stammfunktion) für x=0 nicht definiert ist, berechne also:

[mm] \lim\limits_{k\to0}\int\limits_{k}^{5,43}4x-2x\cdot\ln\left(\frac{1}{4}u^{2}\right)dx [/mm]

Die Stammfunktion hast du ja in der alten Anfrage schon fast bestimmt.

> weis aber net wie ich weiter machen soll

>

> und zu der 2. aufgabe : meine Formel lautet doch
> [mm]u*-2u*ln(1/4*u^2)[/mm]

Du bekommst in der Tat

[mm] A(u)=u\cdot\left(-2u\cdot\ln\left(\frac{1}{4}u^{2}\right)\right)=-2u^{2}\cdot\ln\left(\frac{1}{4}u^{2}\right) [/mm]

Bestimme nun den Hochpunkt dieser Funktion.

> WIe soll ich bei den 2 Aufgaben weiter machen.

Diese Aufgabe gehört ja noch zu einer alten Anfrage, daher habe ich die Anfragen mal zusammengefügt.

Marius

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