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Aufgabe:

        5*(e^-0.3x-e^-4x)= 2.8

X müsste 0.25 sein, jedoch komme ich nicht auf den richtigen Rechenweg, vielen Dank

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5*(e^-0.3x-e^-4x)= 2.8

Du meinst wahrscheinlich eher

5*(e^(-0.3x)-e^(-4x))= 2.8

oder sonst etwas?

3 Antworten

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Die Rechnung läßt sich algebraisch nicht lösen.
Hier kann z.B. das Newton-Verfahren angewendet
werden.
x ≈  1.93

Avatar von 122 k 🚀
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Hm,


auf den ersten Blick würde ich eine numerische Lösung sehen und keinen Rechenweg

blob.png

Avatar von 21 k

Die Funktion soll = 2.8 nicht -2,8 sein, aber danke

Wenn die rechte Seite zu einer Funktion = 0 umgestellt wird dann schon!

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Aloha :)

Ich habe mal die beiden Funktionen$$f(x)=5\left(e^{-0,3x}-e^{-4x}\right)\quad\text{und}\quad g(x)=2,8$$in ein Koordinatensystem geplottet.

~plot~ 5*(e^(-0,3x)-e^(-4x)) ; 2,8 ; [[0|4|0|4]] ~plot~

Wir erkennen zwei Schnittpunkte, einen bei \(x\approx0,25\), den anderen bei \(x\approx1,9\).

Eine geschlossene Lösung des Problems ist leider nicht möglich. Wir können aber die Funktion \(f(x)\) an einem Punkt \(x_0\) durch ihre Tangente annähern:$$t(x)\approx f(x_0)+f'(x_0)\cdot(x-x_0)$$Dann berechnen wir, bei welchem \(x\)-Wert diese Tangente den Funktionswert \(2,8\) hat:$$t(x)\stackrel!=2,8\implies$$$$f(x_0)+f'(x_0)\cdot(x-x_0)=2,8\implies$$$$x=x_0+\frac{2,8-f(x_0)}{f'(x_0)}$$Dieses \(x\) verwenden wir nun als neuen Näherungspunkt \(x_0\) und wiederholen die ganze Prozedur. Das gibt dann eine Rekursionsformel:$$x_{n+1}=x_n+\frac{2,8-f(x_n)}{f'(x_n)}=x_n+\frac{2,8-5\left(e^{-0,3x_n}-e^{-4x_n}\right)}{5\left(-0,3e^{-0,3x_n}+4e^{-4x_n}\right)}$$

Ich habe das mal in Excel eingegeben:

blob.png

Wir finden mit dem Verfahren beide Schnittstellen:$$x_1=0,250113973\quad;\quad x_2=1,930088269$$

Avatar von 148 k 🚀

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