Wie löse ich die folgende Gleichung?

Aufrufe: 751     Aktiv: 22.06.2020 um 00:27

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

Lösung: x=0 oder x=1

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Moin Louis!

      \(x\cdot e^{1-x}=x^2\)

\(\Leftrightarrow x\cdot e^{1-x}-x^2=0\)

Durch Ausklammern eines \(x\) erhälst du:

      \(x\cdot (e^{1-x}-x)=0\)

Mit dem Satz vom Nullprodukt siehst du direkt, entweder \(x=0\) oder \(e^{1-x}-x=0\), somit hast du deine erste Lösung schon gefunden.

Nun musst du nur noch \(e^{1-x}-x=0\) lösen. Dazu fällt mir jetzt so adhoc keine direkte, triviale Umformung ein, um das rechnerisch zu lösen.

Aber wenn du umstellst erhälst du: \(e^{1-x}=x\). Graphisch bedeutet das, dass wir den Schnittpunkt der e-Funktion und der linearen Funktion \(x\) suchen. Da kann es offensichtlich maximal einen Schnittpunkt geben. Wenn du dir beide Funktionen in ein Koordinatensystem zeichnest, oder ein bisschen rumprobierst, siehst du schnell, dass die zweite Lösung \(x=1\) sein muss.

 

Grüße

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Danke, hatte auch schon überlegt das einfach graphisch zu machen. Was man halt noch machen könnte ist einfach einsetzen, wenn auf beiden seiten das gleiche rsuskommt weiß man auch das das 1 rauskommt. Besonders wenn man logarithmoert sieht man es gut das es 1 sein muss
Was wäre die nicht triviale Methode das zu berechnen?
  ─   bukubuku 21.06.2020 um 22:47

Ja, einsetzen ist in dem Fall völlig legitim. Solche Gleichungen kann man mit der sog. Lambertschen W-Funktion lösen. Sowas lernt man aber frühstens im Mathestudium :D   ─   1+2=3 21.06.2020 um 22:55

\( e^{1-x} =x \Rightarrow e^1= x*e^x \) Und daraus folgt x=1   ─   scotchwhisky 21.06.2020 um 22:57

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wie logarithmiert man das?

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Logarithmieren bringt hier auch nicht viel. Du kannst die Gleichung \( e = x*e^x\) auch schreiben \( \frac {1} {x} = e^{x-1}\)
und dann  hilfsweise die Kurvenverläufe von \(\frac{1} {x} \) und \( e^{x-1} \) betrachten. Die schneiden sich nur an einer Stelle:
Und da haben wir schon festgestellt , dass für x =1 die Gleichung erfüllt ist.Andere Schnittpunkte gibt es nicht.

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