Grenzwert von trigeometrische funktionen

Aufrufe: 523     Aktiv: 10.02.2021 um 23:51

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Wie kann ich diese aufgabe berechnen wäre der grenzwert bei a 3?
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Ja der Grenzwert bei (a) ist \(3\). Man benutzt hier den Satz von L'Hospital. Wenn dein Grenzwert \(\underset{x\longrightarrow x_0}{\lim} \dfrac{f(x)}{g(x)}\) gegen einen Ausdruck wie '\(\frac{0}{0}\)' oder '\(\frac{\infty}{\infty}\)' konvergiert,  betrachtest du \(\underset{x\longrightarrow x_0}{\lim} \dfrac{f'(x)}{g'(x)}=a\). Existiert dieser Grenzwert \(a\) folgt, dass auch \(\underset{x\longrightarrow x_0}{\lim} \dfrac{f(x)}{g(x)}=a\) gilt. Sollte man nach dem anwenden von L'Hospital wieder auf einen solchen Ausdruck kommen, kann man den Satz erneut anwenden.


Hoffe das hilft weiter.
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ableiten von \(x\) im Nenner ergibt \(1\) und nicht \(3\), dann kommst du auch auf deinen Grenzwert ;) ... du hast sicherlich die Ableitung von \(\frac{\sin(3x)}{3x}\) gebildet aus dem Hinweis von @math stories ... schau dazu nochmal in die Kommentare   ─   maqu 05.02.2021 um 19:22

ich soll es aber mit der verwendung machen   ─   anonymf907f 05.02.2021 um 19:26

ja und in dem Kommentar unten steht es ist \(\underset{x\longrightarrow 0}{\lim} \dfrac{\sin(3x)}{3x} \neq \underset{x\longrightarrow 0}{\lim} \dfrac{\sin(3x)}{x}\).
Auf dein Ergebnis kommst du mit \(\underset{x\longrightarrow 0}{\lim} \dfrac{\sin(3x)}{x} \overset{z=3x}{=}\underset{z\longrightarrow 0}{\lim} \dfrac{3\sin(z)}{z} =3\cdot \underset{=1}{\underbrace{\underset{z\longrightarrow 0}{\lim} \dfrac{\sin(z)}{z}}} =3\cdot 1=3 \)
  ─   maqu 05.02.2021 um 19:31

jetzt noch die b)   ─   anonymf907f 05.02.2021 um 19:45

Die Idee \(\tan(3x)\) in \(\dfrac{\sin(3x)}{\cos(3x)}\) umzuschreiben ist schonmal richtig. Kannst du mit den Abschätzungen \(-x\leq \sin(x)\leq x\) und \(-1\leq \cos(x)\leq 1\) etwas anfangen? Stichwort Sandwich-Theorem? (Hinweis: benutze die (a)!)   ─   maqu 05.02.2021 um 20:54

das ist schon mal gut
nicht so richtig nein ;D
  ─   anonymf907f 06.02.2021 um 16:53

Na du erhälst dann ja den Bruch \(\dfrac{\sin(3x)}{\cos(3x)\sin(5x)}\). Und wie kannst du nun den Nenner mit Hilfe der beiden Ungleichungen abschätzen?   ─   maqu 06.02.2021 um 16:59

muss ich für das x 0 einsetzen um es abzuschätzen?   ─   anonymf907f 06.02.2021 um 19:34

Nein du willst durch die Abschätzung das x ja erst in den Nenner bekommen! Außerdem kann x nicht Null sein, dann würdest du ja durch Null teilen. Also durch Sinusabschätzung gilt \(-5x\leq \sin(5x) \leq 5x\) ... was gilt dann für die Abschätzung \(\ldots \leq \dfrac{1}{\sin(5x)} \leq \ldots\) ? Entsprechend machst du die gleiche Überlegung für \(-1\leq \cos(3x)\leq 1\) ... hilft das weiter?   ─   maqu 06.02.2021 um 20:05

ich weiß nicht zu richtig wie ich das abschätzen kann   ─   anonymf907f 08.02.2021 um 09:19

Aus \(-5x\leq \sin(5x)\leq 5x\) folgt \(\dfrac{1}{5x}\leq \dfrac{1}{\sin(5x)}\leq \dfrac{1}{-5x}\) entsprechend folgt aus \(-1\leq \cos(3x)\leq 1\) dann \(\dfrac{1}{1}\leq \dfrac{1}{\cos(3x)}\leq \dfrac{1}{-1}\) ... wende diese beiden Abschätzungen doch jetzt mal auf \(\ldots \leq \dfrac{\sin(3x)}{\cos(3x)\sin(5x)}\leq \ldots \) an!   ─   maqu 08.02.2021 um 09:52

ich probiere es mal   ─   anonymf907f 08.02.2021 um 10:22

ich weiß nicht zurecht wie das sandwich therom darauf anwenden soll   ─   anonymf907f 10.02.2021 um 23:42

links: -5x
rechts1/-1
???
  ─   anonymf907f 10.02.2021 um 23:48

bei c) ist es null? was für für l hospiutal stehen und/und.?   ─   anonymf907f 10.02.2021 um 23:51

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Hallo,

du kannst die \(\lim_{x\rightarrow 0} \frac{\sin x}{x} = 1\)
verwenden, wenn im Sinus und im Nenner das gleiche steht:

Also:

\( \dfrac{\sin (3x)}{ 3x}\)
 
Dazu musst du nur um 3 erweitern. Der Grenzwert in a ist also in der Tat 3
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Du meinst sicher \(z=3x \quad \Leftrightarrow \quad x=\dfrac{1}{3} z\), wodurch du statt \(\underset{x\longrightarrow 0}{\lim} \dfrac{\sin(3x)}{x}=\underset{z\longrightarrow 0}{\lim} \dfrac{3\sin(z)}{z}\) erhälst. ;)
Weil der Grenzwert \(\underset{x\longrightarrow 0}{\lim} \dfrac{\sin(3x)}{3x}\) würde wieder \(1\) ergeben.^^
  ─   maqu 05.02.2021 um 18:41

Eine ganz andere Frage: Wie hast du es geschafft das Bild hochzuladen? Bei mir klappt das die ganze Zeit nicht.   ─   anonym390d4 05.02.2021 um 18:47

also ich muss es erweitern und aus der anwendung folgt das sin3x/3x 3 ist? mit l´hospital habe ich 1 heraus??! (siehe kommentar oben)   ─   anonymf907f 05.02.2021 um 19:19

@anonym Siehe meinen ersten Kommentar zu dieser Antwort, wo ich den Fehler aufgeklärt habe!
Entweder wendest du L'Hospital auf \(\dfrac{\sin(3x)}{x}\) oder auf \(\dfrac{3\sin(z)}{z}\) an ... wie du richtig herausgefunden hast ist der Grenzwert von \(\underset{x\longrightarrow 0}{\lim} \dfrac{\sin(3x)}{3x}=1\neq 3=\underset{x\longrightarrow 0}{\lim} \dfrac{\sin(3x)}{x}\)
  ─   maqu 05.02.2021 um 19:25

jetzt noch die b)   ─   anonymf907f 05.02.2021 um 19:45

ich würde erstemal den tan umschreiebn als sin/cos   ─   anonymf907f 05.02.2021 um 19:49

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