Welche der folgenden Aussagen sind richtig? 1) Der Begriff "Stetigkeit" bzw "stetig" lässt sich graphisch und rechnerisch erklären. Graphisch erklärt bedeutet Stetigkeit, dass der Graph der Funktionen keinen Sprung macht, d. h fer Graph lässt sich zeichnen ohne den Stift abzusetzen. Eine Funktion wird als stetig bezeichnet, wenn die Funktion an jeder Stelle ihres Definitionsbereiches stetig ist. Bespielaufgaben Stetigkeit. a) Ja
b) Nein
2) Gegeben sind zwei Beispielsgraphen f(x) und g(x). Welcher davon ist stetig? f(x) g(x)
a) f(x)
b) g(x)
3) Rechnerisch lässt sich Stetigkeit einer Funktion durch folgende "Tatsachen" beweisen: Eine Funktion f(x) ist an der Stelle xo stetig, wenn; ein Funktionswert an der Stelle xo existiert. ein Grenzwert a für f(x) für x = xo existiert. dieser Grenzwert a eine bestimmte Zahl ist und für diesen Grenzwert gilt f(xo) = a. 4) Viele machen sich das Leben einfach und behaupten, dass wenn eine Funktion differenzierbar ist, diese Funktion auch stetig ist. Diese Behauptung ist natürlich nicht richtig.
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Bestimmen des Funktionswertes
Das besondere an dieser Funktion besteht darin, dass die Funktionsgleichung abschnittsweise definiert ist. Jeder Abschnitt besitzt einen eigenen Definitionsbereich. In diesem Beispiel ist zu beachten, dass die Zahl
π / 4 aus dem Definitionsbereich ausgeschlossen wurde. Der Abschnitt (I) y = sin x gilt für alle Argumente, die kleiner sind als π / 4. Aufgaben zu stetigkeit online. Der Abschnitt (II) y = cos x gilt für alle Argumente, die größer sind als π / 4. Im Bild der Funktion ist deshalb die Stelle x 0 = π / 4 markiert, um zu verdeutlichen, dass dort kein Funktionswert existiert. Bestimmen des Grenzwertes
rechtsseitiges Grenzwert ⇒ Abschnitt (II)
f
=
linksseitiges Grenzwert ⇒ Abschnitt (I)
Ergebnis
Die Funktion ist nicht stetig.
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Daher müssen folgende Gleichungen erfüllt sein:
Die Gleichung der Funktion muss also 6 Bedingungen erfüllen. Daher muss mindestens den Grad 5 besitzen. Ein allgemeiner Ansatz für ist dann gegeben durch:
Die ersten Ableitungen von sind dann gegeben durch:
Somit ergibt sich folgendes System aus 6 Gleichungen:
Hole nach, was Du verpasst hast! Komm in unseren Mathe-Intensivkurs! Aufgabe 5
In den Jahren 2003 bis 2004 sollte die Hochrheinbrücke zwischen Deutschland und der Schweiz errichtet werden. Ihr Profil wird für beschrieben durch die Funktion mit
hierbei beschreibt den Abstand in horizontaler Richtung und die Höhe über dem Schweizer Widerlager, also dem Punkt, an dem die Brücke mit dem Erdboden verbunden ist. Aufgaben zu stetigkeit den. Eine Längeneinheit entspricht Metern. Nun haben die Schweiz und Deutschland eine unterschiedliche Vorstellung des Begriffes Normalnull, was prinzipiell auch bei der Planung der Brückenkonstruktion bekannt war. Der Unterschied zwischen dem deutschen Normalnull und dem schweizer Normalnull beträgt gerade.
Also ist die Aussage erfüllt mit. Fall 2:
Wir behandeln nur den Fall. Der Fall geht ganz analog. Aus folgt. Nach dem Nullstellensatz gibt es daher ein mit
Dies ist aber äquivalent zu. Also gilt die Behauptung. Aufgabe (Nachweis einer Nullstelle)
Sei eine natürliche Zahl. Definiere die Funktion. Zeige, dass die Funktion genau eine positive Nullstelle hat. Lösung (Nachweis einer Nullstelle)
Zeigen müssen wir hier zwei Dinge:
Zuerst müssen wir beweisen, dass überhaupt eine positive Nullstelle existiert, also eine Nullstelle im Intervall. Stetigkeit. Als zweites ist zu zeigen, dass es nur eine solche Nullstelle gibt. Die Funktion ist eine Polynomfunktion und damit stetig. Es gilt, bei liegt der Funktionswert also unterhalb der -Achse. Außerdem hat man, also verläuft der Graph für "große" Werte für auf jeden Fall oberhalb der -Achse. Da stetig ist, lässt sich nun der Zwischenwertsatz anwenden, dieser liefert die Existenz zumindest einer solchen Nullstelle. Nun müssen wir noch zeigen, dass es nur eine Nullstelle gibt.
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nicht erfüllt, ist f(x). Eine unstetige Funktion, die Bedingung 2. ) nicht erfüllt: Der rechts- und linksseitige Limes unterscheiden sich. Es existiert also kein beidseitiger Grenzwert. Dagegen ist g(x) eine unstetige Funktion, die Bedingung 3. Grenzwerte, Stetigkeit und Differenzierbarkeit (Thema) - lernen mit Serlo!. ) nicht erfüllt. Eine unstetige Funktion, die Bedingung 3. ) nicht erfüllt: Der beidseitige Limes an der Stelle x=a ist ungleich dem Funktionswert an der Stelle x=a. Epsilon-Delta-Kriterium
Der strenge mathematische Beweis von Stetigkeit ist das – -Kriterium (Epsilon-Delta-Kriterium):
Ausgeschrieben heißt das: "Für jedes beliebig wählbare Epsilon größer als Null gibt es ein Delta größer als Null. Dann soll für alle x aus dem Definitionsbereich D deiner Funktion f folgende Aussage gelten: Wenn der Abstand zwischen x und x 0 kleiner als Delta ist, dann ist auch der Abstand zwischen f(x) und f(x 0) kleiner als Epsilon. " Aber was bedeutet das? Wenn du von zwei Punkten auf deiner stetigen Funktion den Abstand der x-Koordinaten () verkleinerst, muss gleichzeitig der Abstand zwischen den y-Koordinaten () kleiner werden.
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