Kurvenanpassung (LGS)

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mathelkneu Auf diesen Beitrag antworten »
Kurvenanpassung (LGS)
Meine Frage:
Gesucht ist eine ganzrationale Funktion möglichst niedrigen Grades,die an der Stelle x=0 mit der Kosinusfunktion f(x) =cos(x) im Funktionswert und in allen Ableitungswerten der 1. bis 4. Ableitung übereinstimmt.Skizzieren sie die Graphen dieser Funktion und der Kosinusfunktion im Intervall (-Pi/4; Pi/4) in einem Koordinatensystem.
Wie muss ich vorgehene um die funktion zu zeichnen? Was bedeutet ",die an der stelle x=0 mit der Kosinusfunktion f(x)=cos(x) im Funktionswert...".Welche Eigenschaften kann ich ablesen?

Meine Ideen:
Ich würde von dem Ansatz 1+ax^2+bx^4 ausgehen,weil der graph zur y-achse symmetrisch ist (Kosinusfunktion). Ich muss eigenschaften aus dem graphen ablesen und dann in das LGS einfügen?
Nashsright Auf diesen Beitrag antworten »

du kannst die funktion mittels eines taylorpolynoms approximieren. weißt du was das ist?
Iorek Auf diesen Beitrag antworten »

Warum sollte man die Funktion approximieren wollen, wenn man sie auch explizit bestimmen kann? verwirrt

Dass die gesuche Funktion achsensymmetrisch zur y-Achse ist, kannst du noch nicht sagen.

Zitat:
Original von mathelkneu
die an der Stelle x=0 mit der Kosinusfunktion f(x) =cos(x) im Funktionswert und in allen Ableitungswerten der 1. bis 4. Ableitung übereinstimmt.


Hier stecken alle Informationen drin, die du brauchst, was heißt es, wenn die Funktion an der Stelle x=0 mit der Cosinusfunktion übereinstimmt? An der Stelle x=0 hat die Funktion den selben Funktionswert wie die Cosinusfunktion, d.h. .
Nashsright Auf diesen Beitrag antworten »

man spricht(zumindest hab ich es so gelernt) von der approximation durch ein taylerpolynom bei einer aufgabenstellung dieser art.
Iorek Auf diesen Beitrag antworten »

Es hat zugegebenermaßen gewisse Ähnlichkeiten mit der Berechnung des Taylorpolynoms, allerdings ist die Aufgabenstellung hier leicht anders.
mathelkneu Auf diesen Beitrag antworten »
kurvenanpassung
die kosinusfunktion schneidet die y-achse an der stelle null bei 1
 
 
Iorek Auf diesen Beitrag antworten »

Ja, also hast du damit deine erste Bedinung. Jetzt das ganze noch für die ersten 4 Ableitungen.

Wieviel Bedingungen hast du also insgesamt, welchen Grad wird die Funktion haben?
mathelkneu Auf diesen Beitrag antworten »

also das heißt das bei allen 4 ableitungen bei x=0 der funktionswert 1 ist oder?
mathelkneu Auf diesen Beitrag antworten »

4
Iorek Auf diesen Beitrag antworten »

Nein, du musst die Ableitungen bilden und den Funktionswert für x=0 berechnen.
mathelkneu Auf diesen Beitrag antworten »

also ist die funktion 4.ten grade ax^4+bx^3+cx^2+dx+e?
Iorek Auf diesen Beitrag antworten »

Ja, die Funktion wird vom Grad 4 sein.
mathelkneu Auf diesen Beitrag antworten »

1.Ableitung:4ax^3+3ax^2+2cx+d
2.Ableitung:12ax^2+6ax+2c
3.Ableitung:24ax+6a
4.Ableitung:24
mathelkneu Auf diesen Beitrag antworten »

die funktionswerte kann ich garnicht ausrechen weil die variablen a b c ... da sind?
Iorek Auf diesen Beitrag antworten »

In der 1. bis dritten Ableitung stehen zuviele "a", in der 4. Ableitung zu wenig.

Und du musst jetzt noch die weiteren Informationen verarbeiten, in dem Satz steht noch mehr drin. Die Variablen a,b,c,d,e wollen ja noch bestimmt werden.
mathelkneu Auf diesen Beitrag antworten »

Ich muss jetzt eine Koeffizientenmaxtrix aufstellen oder nicht?
mathelkneu Auf diesen Beitrag antworten »

1.Ableitung:4ax^3+3bx^2+2cx+d
2.Ableitung:12ax^2+6bx+2c
3.Ableitung:24ax+6b
4.Ableitung:24a
Iorek Auf diesen Beitrag antworten »

Bitte vermeide solche Doppelposts, du kannst deine Beiträge editieren.

Und bevor du die Matrix aufstellst, musst du die Bedingungen noch komplett aufschreiben.

Zitat:
Original von mathelkneu
Ableitungswerten der 1. bis 4. Ableitung übereinstimmt
mathelkneu Auf diesen Beitrag antworten »

die weitern Informationen sind dass in allen Ableitungswerten 1-4 bei x=0
d.h f-strich-(0)=cos-strich-(0) ... f-2strich-(0)=cos-2strich-(0).....
Iorek Auf diesen Beitrag antworten »

Ja, wie sehen also jetzt die 5 Gleichungen aus, die wir aufstellen können?
mathelkneu Auf diesen Beitrag antworten »

jetzt muss ich cos auch 4 mal ableiten und dann immer für cos(0) einsetzen die erste ableitung von cos war glaub ich sin aber wie gehts weiter ?
Iorek Auf diesen Beitrag antworten »

Da glaubst du nicht ganz richtig: . Und die Ableitung des Sinus sollte auch bekannt sein, .
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