Ziegenproblem

Erste Frage Aufrufe: 399     Aktiv: 13.12.2024 um 03:18

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Hallo ich habe ein kleines Problem.

Ich und ein paar Freunde versuchen gerade eine Funktion für ein Lineares Diagramm heraus zu bekommen, dass Problem ist es ist keine Einfache (zumindest für uns)

Der Startpunkt ist bei y=2. Diese Linie bleibt gleich bis zum dritten Tag wo sie sich verdreifacht und dann bei dem Punkt (3,6) ist. Von dort an geht die Linie auf der Höhe 6 weiter bis sie sich wieder multipliziert, ABER diesmal nur um 2,5 und somit den Punkt (6,15) erreicht und von hier weiter geht. Dies geht wieder weiter bis 9 wo sie sich verdreifacht und bei 12 wieder nur mit 2,5 multiplizert. 

 

Also hier ist zu beachten, das sich die Zahl nur verdreifacht wenn x nicht durch 6 teilbar ist. Und der neue multiplizierte wert ist ab da auch der neue Rechenwert für die nächste Multiplikation. 

Wichtige Punkte sind: A(0;2) 
B (3;6)
C (6;15)
D (9;45)
E (12; 112,5)

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Willkommen bei mathefragen
was hat das mit dem Ziegenproblem zu tun? Vergib sinnvolle Überschriften und tags (Kodex im Menu links beachten). Wenn das erledigt ist, ergänze eine formale Beschreibung Deiner Berechnung, oder mindestens den Ursprung des Problems.
  ─   mikn 17.11.2024 um 14:01
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Deine Funktion ist nicht linear, denn die Punkte liegen nicht auf einer Geraden.  Hättest du gerne einen Funktionsterm y = f(x), der so gestaltet ist, dass er alle deine Punkte exakt „trifft“?  Wenn dein Faktor immer 3 wäre, und nicht mal 3 und mal 2,5 im Wechsel, dann wäre eine Exponentialfunktion geeignet.  So aber empfehle ich kubische Splines.

Darf f(x) leicht abweichen?  Dann wäre eine Exponentialfunktion als Regressionskurve denkbar.

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Okay, hat sich wohl erledigt.   ─   roman_ga 12.12.2024 um 12:07

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Schade, ich sehe jetzt erst, dass Du eine interessante Aufgabe gestellt hast.

Wenn man den x-Wert um 6 vergrößert, wächst der y-Wert um den Faktor \(3\cdot 2,\!5=7,\!5\).
Das klingt nach Exponentialfunktion, und wie man leicht sieht, erfüllt die Funktion \(g(x) = 7,\!5^{x/6}\) diese Eigenschaft.
Nun ist aber \(g(0) = 1\), soll aber 2 sein. Also nimmt man \(h(x) = 2 g(x)\).
Nun ist aber \(h(3) = 2 g(3) = 2 \sqrt{7,\!5}\), soll aber 6 sein. Also multipliziert man diese Funktion mit einer weiteren Funktion s, die
- periodisch mit Periode 6 ist,
- s(0)=1 erfüllt
- \( s(3)= \displaystyle \frac{6}{ 2 \sqrt{7,5}} = \sqrt{6/5}\) erfüllt
Die sin-Funktion hat Peridode \(2\pi\).
Drum hat der Term \(\displaystyle  \sin\left(\frac{\pi x}{3}\right)\) die Periode 6.
Der Term \(\displaystyle 1+\sin\left(\frac{\pi x}{3}\right)\) hat für \(x=0\) den Wert 1, aber für \(x=3\) noch nicht den gewünschten Wert.
Nun setzt man an: \(\displaystyle s(x) = 1+\alpha\sin\left(\frac{\pi x}{3}\right) \).
Es ist \(\sqrt{6/5} = s(3) = 1+\alpha\sin(\pi) = 1+\alpha \).
Das ergibt \(\alpha = \sqrt{6/5} -1 \).
Die Funktion \(\displaystyle  f(x) = h(x) s(x) = 2 \cdot 7,\!5^{x/6} \left(1+\alpha \sin\left (\frac{\pi x}{3}\right) \right) \) hat nun die gewünschten Eigenschaften.
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