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logarithmusfunktion: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 16:52 Do 01.12.2005
Autor: Magnia

hallo

aufgabe :

f(x)= [mm] (lnx)^2/x [/mm]

habe erstmal funktionsuntersuchung gemacht

extrempunkt bei (1/0)

also ich die 2. ableitung machte stellte ich fest, dass es sein Sattelpunkt ist! kann das sein ?

hatte raus als 2. abl :

2lnx - [mm] 2lnx/x^3 -(2(lnx)^2)/x^3 [/mm]

so nun hänge ich :
es bezeichne g die von der 1 achse verschiedene tangente vom Koordinatenursprung  O(0/0) aus an den graphen von f.
gib die gleichung für g an, und berechne den inhalt der vom graphen von f und der tangente eingeschlossenen fläche :
tipp : newtonsches nährungsverfahren zum bestimmen des schnittpunktes
hab das ding erstmal aufgeleitet und bekomme raus :

[mm] 1/3*(lnx)^3 [/mm]
wenn ich mich nicht getäuscht habe :
z = ln x
dz/dx = 1/x
x*dz = dx
[mm] \integral_{a}^{b}z^2 [/mm] * x dz / x {dx}

doch wie mache ich das mit der tangente ?
bitte um hilfe

        
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logarithmusfunktion: Korrektur zu Extremwerten
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:23 Do 01.12.2005
Autor: Loddar

Hallo Magnia!


> extrempunkt bei (1/0)

[ok] Und was für ein Extremum?

  

> also ich die 2. ableitung machte stellte ich fest, dass es
> sein Sattelpunkt ist! kann das sein ?

[notok] Nein, da hast Du Dich irgendwo verrechnet.

Was ist denn mit der 2. Nullstelle der 1. Ableitung?

Wie lautet denn Deine 1. Ableitung $f'(x)_$ ?



> hatte raus als 2. abl :
>  
> 2lnx - [mm]2lnx/x^3 -(2(lnx)^2)/x^3[/mm]

[notok] Aber wahrscheinlich ist bereits Deine 1. Ableitung falsch.

Kontrollergebnis für die 2. Ableitung:

$f''(x) \ = \ [mm] \bruch{2*\ln^2(x)-6*\ln(x)+2}{x^3} [/mm] \ = \ [mm] 2*\bruch{\ln^2(x)-3*\ln(x)+1}{x^3}$ [/mm]


Zum 2. Teil später ...


Gruß
Loddar


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logarithmusfunktion: Tangente
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:02 Do 01.12.2005
Autor: Loddar

Hallo Magnia!



> es bezeichne g die von der 1 achse verschiedene tangente
> vom Koordinatenursprung  O(0/0) aus an den graphen von f.
> gib die gleichung für g an, und berechne den inhalt der
> vom graphen von f und der tangente eingeschlossenen fläche


> [mm]1/3*(lnx)^3[/mm]

[ok] Richtig!


Nun zur Tangente: diese hat als Ursprungsgerade die Form $y \ = \ m*x$

Da es sich um eine Tangente handeln soll, muss diese an der Berührstelle $B \ (u; v)$ mit der Funktion mit zwei Eigenschaften übereinstimmen:

1. Funktionswert: $v \ = \ f(u) \ = \ [mm] \bruch{\ln^2(u)}{u} [/mm] \ = \ m*u$

2. Steigung: $m \ = \ f'(u) \ = \ [mm] \bruch{\left[2-\ln(u)\right]*\ln(u)}{u^2}$ [/mm]


Durch Einsetzen in die Geradegleichung ergibt sich:

[mm] $\underbrace{\bruch{\ln^2(u)}{u}}_{= \ v} [/mm] \ = \ [mm] \underbrace{\bruch{\left[2-\ln(u)\right]*\ln(u)}{u^2}}_{= \ m \ = \ f'(u)} [/mm] \ * \ u$


Diese Gleichung kannst Du nun nach dem x-Wert des gesuchten Berührpunktes $u_$ umformen.

[aufgemerkt] Da die gesuchte Gerade nicht auf der x-Achse liegen soll, darfst Du annehmen: [mm] $\ln(u) [/mm] \ [mm] \not= [/mm] \ 0$ .


Gruß
Loddar


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logarithmusfunktion: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 19:40 Do 01.12.2005
Autor: Magnia

achso ja stimmt... das kommt mir bekannt vor
aber wieso dann newtonsche verfahren ?


meine 2 ableitung ist nun nach dem nachrechnen :
2 * [mm] (3ln(x)-ln(x)^2+1)/x^3 [/mm]
wenn ich mich nicht irre ist es das selbe wie bei dir ?
wenn ich nun die wende punkte bestimmen will

setze ich das ja  = 0
und erhallte

3ln(x) - ln [mm] (x)^2=1 [/mm]
das wäre docj

3* [mm] e^1 [/mm] - [mm] (e^1)^2 [/mm] oder ?
das funktioniert nämlich irgend wie nicht so recht....
meine erste ableitung ist:

[mm] (2ln(x)-(ln(x))^2)/x^2 [/mm]

und wenn ich das mit der tangente mache
bekomme ich nach dem umformen 0=0 raus
sehr aufwenige methode um zu beweisen das 0=0 ist :)


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logarithmusfunktion: Korrekturen
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:59 Do 01.12.2005
Autor: Loddar

Hallo Magnia!


> achso ja stimmt... das kommt mir bekannt vor
> aber wieso dann newtonsche verfahren ?

Das brauchst Du dann wohl nachher bei der Ermittlung des Schnittpunktes von Tangente und Funktion ...


> meine 2 ableitung ist nun nach dem nachrechnen :
> 2 * [mm](3ln(x)-ln(x)^2+1)/x^3[/mm]
> wenn ich mich nicht irre ist es das selbe wie bei dir ?

[notok] Nicht ganz ... wir haben etwas unterschiedliche Vorzeichen im Zähler:

$f''(x) \ = \ [mm] 2*\bruch{\red{-}3*\ln(x) \ \red{+} \ \ln^2(x) + 1}{x^3}$ [/mm]


> wenn ich nun die wende punkte bestimmen will, setze ich das ja  = 0
> und erhallte
> 3ln(x) - ln [mm](x)^2=1[/mm]

Siehe oben mit den Vorzeichen!


> das wäre docj
> 3* [mm]e^1[/mm] - [mm](e^1)^2[/mm] oder ?

[notok] Führe folgende Substitution ein: $z \ := \ [mm] \ln(x)$ [/mm] , und Du erhältst eine quadratische Gleichung.


>  das funktioniert nämlich irgend wie nicht so recht....
>  meine erste ableitung ist:
>  
> [mm](2ln(x)-(ln(x))^2)/x^2[/mm]

[ok] Richtig, das habe ich auch!



> und wenn ich das mit der tangente mache
> bekomme ich nach dem umformen 0=0 raus

Da musst du dich irgendwo verrechnet haben. Dann musst Du doch wohl einige Rechenschritte hier posten.

Ich erhalte als x-Wert des Berührpunktes [mm] $u_1 [/mm] \ = \ e$ .
[mm] ($u_2 [/mm] \ = \ 1$ ist ja wegen der Forderung "Tangente nicht auf der x-Achse" ausgeschieden.)


Gruß
Loddar


Bezug
                                
Bezug
logarithmusfunktion: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 20:53 Do 01.12.2005
Autor: Magnia

ok hier meine schritte :

2 ableitung habe ich den fehler gefunden !

zu den wendepunkten :
z= ln x

[mm] z^2 [/mm] -3z+1 = 0

x1= 1,5z +  [mm] \wurzel{2.25z^2-1} [/mm]
x2= 1,5z -  [mm] \wurzel{2.25z^2-1} [/mm]

und nun ? davon habe ich noch keine konkrete zahl ?

tangente :

[mm] (ln(x)^2)/x [/mm] = [mm] (2ln(x)-ln(x)^2)/x^2 [/mm]       / * [mm] x^2 [/mm]

x = [mm] (2ln(x)-ln(x)^2)/ln(x)^2 [/mm]
x = 2 [mm] ln(x)/ln(x)^2 [/mm]  -1

hö ???
ich setze den doch dann ich f(x) ein und erhallte die gleichung doch
das ist sehr sehr merkwürdig ?

Bezug
                                        
Bezug
logarithmusfunktion: Hinweise
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 21:22 Do 01.12.2005
Autor: Loddar

Hallo Magnia!


> zu den wendepunkten :
> z= ln x
>  
> [mm]z^2[/mm] -3z+1 = 0
>  
> x1= 1,5z +  [mm]\wurzel{2.25z^2-1}[/mm]
> x2= 1,5z -  [mm]\wurzel{2.25z^2-1}[/mm]

[notok] Zum einen muss es heißen:

[mm] $\red{z}_{1/2} [/mm] \ = \ ...$

Und dann hat innerhalb der MBp/q-Formel das $z_$ nichts mehr verloren.

[mm] $z_{1/2} [/mm] \ = \ 1.5 [mm] \pm \wurzel{2.25-1}$ [/mm]

Kommst Du damit auf ein Ergebnis?


> tangente :/
>  
> [mm](ln(x)^2)/x[/mm] = [mm](2ln(x)-ln(x)^2)/x^2[/mm]

[notok] Hier fehlt auf der rechten Seite noch hinter dem Bruch der Faktor $x_$ (siehe auch meine Antwort oben), da die Geradengleichung ja lautet: $y \ =\ [mm] m*\red{x}$. [/mm]

Damit kürzt sich bereits ein $x_$ weg, und du brauchst diese Gleichung nur noch mit $x_$ multiplizieren.


Gruß
Loddar


Bezug
                                                
Bezug
logarithmusfunktion: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 21:59 Do 01.12.2005
Autor: Magnia

irgend wie stehe ich auf dem schlauch :

[mm] (lnx)^2/x [/mm] = [mm] (2lnx-(lnx)^2)/x^2 [/mm] *x

das x kürzt sich also
[mm] (lnx)^2/x [/mm] = [mm] (2lnx-(lnx)^2)/x [/mm]   das ganze * x
[mm] (lnx)^2 [/mm] = [mm] (2lnx-(lnx)^2) [/mm]  jetzt durch [mm] (lnx)^2 [/mm]
= [mm] 0=(2lnx)/(lnx)^2 [/mm]  -1
????

das mit der pq formel stimmt ;)
ist wohl schon zu spät ...
erhallte also
1,5 ln(x)+ [mm] \wurzel{3,25} [/mm]
1,5 ln(x)- [mm] \wurzel{3,25} [/mm]
kann man da noch mehr machen ?


Bezug
                                                        
Bezug
logarithmusfunktion: Rechenfehler
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 22:06 Do 01.12.2005
Autor: Loddar

Hallo Magnia!


> [mm](lnx)^2[/mm] = [mm](2lnx-(lnx)^2)[/mm]  jetzt durch [mm](lnx)^2[/mm]
> = [mm]0=(2lnx)/(lnx)^2[/mm]  -1

[notok] Zum einen bite "nur" durch [mm] $\ln(x)$ [/mm] teilen [mm] ($\ln(x) [/mm] \ =\ 0$ hatten wir oben ja bereits ausgeschlossen!).

Zudem müsste bei Dir auf der linken Seite eine [mm] $\red{1}$ [/mm] stehen!


Gruß
Loddar


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