Stetigkeit dringend hilfe bitte morgen klausur 🙏

Aufrufe: 793     Aktiv: 14.01.2020 um 22:43

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Hey ich weiss das ich um zu prüfung ob f stetig ist einmal von links ans x und einmal von rechts ans x gehen muss über den limes, aber welche werte setze ich für das x ein ? Siehe diese aufgabe Muss ich zwingend unten 0 einsetzen, da es ja heisst -3
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Hi, 

du musst beweisen, dass die Funktion an den Bereichen an denen die "Unterfunktion" wechselt (keine Ahnung wie man das sonst ausdrücken soll ^^) stetig ist. Also muss Zeile 1 für x -> -3 gegen 3 gehen, da f(-3) = 3.

Genauso muss Zeile 3 für x -> -3 gegen 3 gehen und für x -> 0 gegen den gleichen Grenzwert wie Zeile 4

Zeile 4 kannst du dir deutlich vereinfachen, indem du verwendest, dass ln(e^k) = k ist. Also Zeile 4 ist gleich x+2.

Dass die Unterfunktionen an sich auch stetig sind, solltest du hier wahrscheinlich verwenden dürfen, da dies für lineare und rationale Funktionen trivial ist und die gebrochen rationale Funktion für x < -3 auch stetig ist, da ihre Definitionslücke bei x = 3 ist.

So viele "ist"... mein alter Deutschlehrer würde mich umbringen... aber wir sind hier ja zum Glück nicht im Deutschunterricht :D

 

Ich hoffe, ich konnte dir ein bisschen weiterhelfen,

LG Marco

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Danke die erstmal für die Erklärung und ja zum Glück kein Deutschunterricht ;) würde es dir kurz was ausmachen diesen stetigkeitsbeweis für mich aufzustellen für diese Aufgabe ? Wäre super hilfreich von Dir
Lg
  ─   anonym4e376 14.01.2020 um 20:21

x ist doch größer als 0 heißt es ja also könnte ich doch bei ln jede Zahl größer null einsetzen und würde eine Unendlichkeit also eine divergenz feststellen wieso geht das nicht ;(((   ─   anonym4e376 14.01.2020 um 20:23

Ja, aber es wird ja nicht direkt der ln(x) berechnet, sondern erst e^x und dann der ln vom Ergebnis. Setzt du zum Beispiel x = 1 ist e^x = e und daher ln(e) = 1.

Die Funktion ist auf jeden Fall nicht stetig.
Betrachte zum Beispiel Zeile 3 für x -> -3. Diese sollte gegen 3 konvergieren.
Setzt du aber -3 ein (was hier ohne Weiteres geht), kommst du auf -1.
Also ist f(-3) ≠ lim f(x) für x gegen -3. Du hast also an der Stelle eine Sprungstelle. Also unstetig.
  ─   Marco 14.01.2020 um 20:41

Die Definitionslücke ist bei \(-3\), kleiner Typo.   ─   kaffeebohne 14.01.2020 um 22:20

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Ich schreibe noch etwas ergänzend zu marcos verständlicher und korrekter Antwort:

Dass die Funktion in \(x=-3\) nicht stetig ist sieht man intuitiv sofort ein, wenn man

\(\frac{2x}{x+3}=\frac{2}{1+\frac{3}{x}}\) beachtet: Stellt man sich vor \(x\) kommt von unten immer näher an \(-3\) heran, dann sieht man, dass der Nenner gegen \(0\) geht, während der Zähler konstant bleibt.

Das kann man mit einer Ausnahmefolge nachrechnen, zum Beispiel \(x_n=-\frac{1}{n}-3\), was zum Beweis der Nicht-Stetigkeit in \(x=-3\) schon ausreicht.

Ich würde aber anders argumentieren:

Angenommen es gelte: \(\mathrm{lim_{x\nearrow -3}}\frac{2x}{3+x}=3\), dann folgte \(\frac{1}{3}=\frac{1}{\mathrm{lim}_{x\nearrow -3}\frac{2x}{3+x}}=\mathrm{lim}_{x\nearrow -3}\frac{3+x}{2x}=0\), Widerspruch.

Die Stetigkeit an der Stelle \(0\) ist klar, da \(x+2\) und \((x+2)^2-2\) stetig sind und an der Stelle \(x=0\) den gleichen Wert haben.

Die Nicht-Stetigkeit an der Stelle \(x=-3\) wurde schon gezeigt und deshalb ist es überflüssig sich noch \(x\searrow -3\) anzuschauen. Hätte man aber Probleme damit den Übergang \(x\nearrow -3\) zu verstehen, dann könnte man aber umgekehrt diesen ganz weglassen und die Unstetigkeit an der Stelle \(-3\) aus \(\mathrm{lim}_{x\searrow -3}(x+2)^2-2=-1\not= 3\) folgern, was einfacher ist.

Hier ein Bild:

 

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