0 Daumen
434 Aufrufe

Aufgabe: Untersuchen Sie jeweils, in welchen Punkten die folgenden Funktionen stetig sind:

(iii) \( h: \mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R}, \quad x \mapsto\left\{\begin{array}{ll}\frac{x^{2}-x}{x^{2}-5 x+4} & \text { für } x \in \mathbb{R} \backslash \mathbb{N}, \\ \frac{3 x-10}{x+2} & \text { für } x \in \mathbb{N} .\end{array}\right. \)

Avatar von

Das ist keine Aufgabe. Das ist eine Definition. Aufgaben erkennst du daran, dass sie im Imperativ oder als Frage formuliert sind.

@ Warthuyu: Schön! Und wie lautet die Frage?

x^2-x = x(x-1)

x^2-5x+4 = (x-1)(x-4)

Hier kann man kürzen.

tut mir leid hab sie vergessen reinzuschreiben

1 Antwort

0 Daumen
 
Beste Antwort

Aloha :)

$$h(x)=\left\{\begin{array}{cl}\frac{x^2-x}{x^2-5x+4} &\text{für } x\in\mathbb R\setminus\mathbb N\\[1ex]\frac{3x-10}{x+2}&\text{für } x\in\mathbb N\end{array}\right\}=\left\{\begin{array}{cl}\frac{x(x-1)}{(x-1)(x-4)} &\text{für } x\in\mathbb R\setminus\mathbb N\\[1ex]\frac{3x-10}{x+2}&\text{für } x\in\mathbb N\end{array}\right\}$$Für \(x<1\) findet nur der obere Funktionsterm Anwendung. Dieser ist über \(\mathbb R^{<1}\) stetig, weil Polynome stetig sind und der Quotient stetiger Funktionen auch stetig ist, sofern nicht durch \(0\) dividiert wird.

Für \(x\ge1\) und \(x\in\mathbb N\) müssen wir zuerst prüfen, ob der obere und der untere Funktionsterm dasselbe Erebnis liefern. Dabei ist zunächst unerheblich, dass der obere Funktionsterm für \(x=1\) und \(x=4\) nicht definiert ist, weil in diesen Fällen \(x\in\mathbb N\) ist, sodass der untere Funktionsterm greift. Das könnte erst später relevant werden. Wir setzen die beiden Funktionsterme gleich, um die möglichen \(x\in\mathbb N\) zu finden, für die Gleichheit herrscht:

$$\frac{x(x-1)}{(x-1)(x-4)}=\frac{3x-10}{x+2}\implies\frac{x}{x-4}=\frac{3x-10}{x+2}\implies$$$$x(x+2)=(3x-10)(x-4)\implies x^2+2x=3x^2-22x+40\implies$$$$2x^2-24x+40=0\implies 2(x-2)(x-10)=0$$Damit scheiden alle \(x\in\mathbb N\) als Stetigkeitsstellen aus, außer \(x=2\) und \(x=10\).

Für \(x=2\) und \(x=10\) sind der links- und der rechtsseige Grenzwert des oberen Terms gleich (keine Division des oberen Terms durch \(0\)), und zwar gleich dem jeweiligen Funktionswert des unteren Terms \(f(2)=-1\) und \(f(10)=\frac53\)

Damit ist die Funktion stetig in \(\mathbb R\setminus\mathbb N\cup\{2;10\}\)

~plot~ (x^2-x)/(x^2-5x+4) ; (3x-10)/(x+2) ; {2|-1} ; {10|5/3} ; [[-4|15|-4|8]] ~plot~

Avatar von 148 k 🚀

Ein anderes Problem?

Stell deine Frage

Ähnliche Fragen

Willkommen bei der Mathelounge! Stell deine Frage einfach und kostenlos

x
Made by a lovely community