Benutzer:Ukalina/Arithmico 2.24 Anleitung/Wertetabellen und das Lösen von Gleichungen: Unterschied zwischen den Versionen
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=== 5 Wertetabelle === | === 5 Wertetabelle === | ||
:<code>table(f, u?, v?, w?)</code> | :<code>table(f, u?, v?, w?)</code> | ||
::gibt zu der Funktion f eine Wertetabelle mit Wertepaaren [x; f(x)] für x-Werte aus dem Intervall [u; v] aus. Dabei gibt w die Schrittweite der x-Werte an. Wenn die optionalen Parameter u, v und w nicht angegeben werden, gelten für sie die Vorgabewerte u=-10, v=10 und w=1. | ::gibt zu der Funktion f eine Wertetabelle mit Wertepaaren <math>[x; f(x)]</math> für x-Werte aus dem Intervall <math>[u; v]</math> aus. Dabei gibt w die Schrittweite der x-Werte an. Wenn die optionalen Parameter u, v und w nicht angegeben werden, gelten für sie die Vorgabewerte u=-10, v=10 und w=1. | ||
=====Beispiel 5.1 Wertetabelle für <math>f(x)=x^2</math>===== | =====Beispiel 5.1 Wertetabelle für <math>f(x)=x^2</math>===== | ||
Gib für die Funktion <math>f(x)=x^2</math> eine Wertetabelle für die x-Werte aus dem Intervall [-2; 3] mit der Schrittweite 1 aus. | Gib für die Funktion <math>f(x)=x^2</math> eine Wertetabelle für die x-Werte aus dem Intervall <math>[-2; 3]</math> mit der Schrittweite 1 aus. | ||
:Eingabe: <code>f(x):=x^2</code> | :Eingabe: <code>f(x):=x^2</code> | ||
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=== 6 Gleichung mit einer Unbekannten lösen === | === 6 Gleichung mit einer Unbekannten lösen === | ||
:<code>nsolve(u; v?; w?)</code> | :<code>nsolve(u; v?; w?)</code> | ||
::bestimmt alle Lösungen der Gleichung u im Intervall [v; w]. Wenn die Untergrenze v und die Obergrenze w nicht angegeben werden, werden die Lösungen im Intervall [-20; 20] bestimmt.<br />Diejenige Variable, nach der die Gleichung u aufgelöst werden soll, darf vorher noch nicht mit dem Zuweisungsoperator <code>:=</code> definiert und mit einem festen Wert belegt worden sein. Gegebenenfalls müssen vorab die bisherigen Definitionen über die Schaltfläche "Definitionen" gelöscht werden. | ::bestimmt alle Lösungen der Gleichung u im Intervall <math>[v; w]</math>. Wenn die Untergrenze v und die Obergrenze w nicht angegeben werden, werden die Lösungen im Intervall <math>[-20; 20]</math> bestimmt.<br />Diejenige Variable, nach der die Gleichung u aufgelöst werden soll, darf vorher noch nicht mit dem Zuweisungsoperator <code>:=</code> definiert und mit einem festen Wert belegt worden sein. Gegebenenfalls müssen vorab die bisherigen Definitionen über die Schaltfläche "Definitionen" gelöscht werden. | ||
==== 6.1 Lineare Gleichung ohne Intervallangabe lösen ==== | ==== 6.1 Lineare Gleichung ohne Intervallangabe lösen ==== | ||
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==== 6.2 Quadratischen Gleichung ohne Intervallangabe ==== | ==== 6.2 Quadratischen Gleichung ohne Intervallangabe ==== | ||
Beispiel 6.2.1 Berechne die Lösungen der Gleichung | =====Beispiel 6.2.1 Berechne die Lösungen der Gleichung <math>2x^2 +4x -30 =0</math> im Intervall <math>[-20; 20]</math>.===== | ||
:Eingabe: <code>nsolve(2*x^2 +4*x -30 =0)</code> | |||
:Ausgabe: <code>[-5; 3]</code> | |||
Die Gleichung besitzt zwei Lösungen: <math>x_1 = -5</math> und <math>x_2 =3</math> | |||
=====Beispiel 6.2.2 Berechne die Lösungen der Gleichung <math>x^2 +0,25 =x</math> im Intervall <math>[-20; 20]</math>.===== | |||
:Eingabe: <code>nsolve(x^2 +0,25 =x)</code> | |||
:Ausgabe: <code>[0,5]</code> | |||
Die Gleichung besitzt nur die eine Lösung: <math>x = 0,5</math>. | |||
x^2 - | =====Beispiel 6.2.3 Berechne die Lösungen der Gleichung <math>x^2 =-4</math> im Intervall <math>[-20; 20]</math>.===== | ||
Eingabe: nsolve(x^2 - | :Eingabe: <code>nsolve(x^2 =-4)</code> | ||
:Ausgabe: <code>[]</code> | |||
Für die Gleichung gibt es keine Lösung. Die Lösungsmenge ist leer. | |||
==== 6.3 Kubische Gleichung ohne Intervallangabe ==== | ==== 6.3 Kubische Gleichung ohne Intervallangabe ==== | ||
Beispiel 6.3.1 Berechne die Lösungen der Gleichung | ======Beispiel 6.3.1 Berechne die Lösungen der Gleichung <math>x^3 +x^2 -17x +15 =0</math> im Intervall <math>[-20; 20]</math>. ===== | ||
:Eingabe: <code>nsolve(x^3 +x^2 -17*x +15 =0)</code> | |||
:Ausgabe: <code>[-5; 1; 3]</code> | |||
Eingabe: nsolve(x^3 +x^2 -17*x +15 =0) | |||
Ausgabe: [-5; 1; 3] | |||
==== 6.4 Lösen einer Gleichung mit Intervallangabe ==== | ==== 6.4 Lösen einer Gleichung mit Intervallangabe ==== | ||
Beispiel 6.4.1 Berechne die Lösungen der Gleichung x -1 = 20 mit nsolve zunächst '''ohne''' explizite Intervallangabe. | =====Beispiel 6.4.1 Berechne die Lösungen der Gleichung <math>x -1 = 20</math> mit nsolve zunächst '''ohne''' explizite Intervallangabe.===== | ||
:Eingabe: <code>nsolve(x-1 = 20)</code> | |||
:Ausgabe: <code>[]</code> | |||
x - | Die Lösung <math>x=21</math> liegt außerhalb des Standardintervalls <math>[-20; 20]</math>. Daher wird hier die leere Menge als Lösungsmenge angezeigt. | ||
=====Beispiel 6.4.2 Berechne die Lösungen der Gleichung <math>x -1 = 20</math> im Intervall <math>[0; 30]</math>.===== | |||
Ausgabe: [21] | :Eingabe: <code>nsolve(x -1 =20; 0; 30)</code> | ||
:Ausgabe: <code>[21]</code> | |||
Die Lösung x=21 liegt jetzt innerhalb des angegebenen Intervalls [0; 30] | Die Lösung <math>x=21</math> liegt jetzt innerhalb des angegebenen Intervalls <math>[0; 30]</math>. | ||
==== 6.5 Nullstellen der Sinusfunktion im Intervall [0; 7] ==== | ==== 6.5 Nullstellen der Sinusfunktion im Intervall [0; 7] ==== | ||
Beispiel 6.5.1 Berechne die Nullstellen der Standard-Sinus-Funktion sin(x) im Intervall [0; 7]. | =====Beispiel 6.5.1 Berechne die Nullstellen der Standard-Sinus-Funktion <math>\sin(x)</math> im Intervall <math>[0; 7]</math>. (x-Werte im Bogenmaß)===== | ||
Eingabe: nsolve(sin(x)=0; 0; 7) | :Eingabe: <code>nsolve(sin(x)=0; 0; 7)</code> | ||
:Ausgabe: <code>[0; 3,14159; 6,28319]</code> | |||
Die Nullstellen im Intervall <math>[0; 7]</math> lauten 0, <math>\pi</math> und <math>2\pi</math>. | |||
==== 6.6 Nullstellen einer Exponentialfunktion ==== | ==== 6.6 Nullstellen einer Exponentialfunktion ==== | ||
Beispiel 6.6.1 Berechne die Nullstellen der Funktion | =====Beispiel 6.6.1 Berechne die Nullstellen der Funktion <math>f(x) = (x^2 -2x)*e^{0,5 x}</math> im Intervall <math>[-20; 20]</math>.===== | ||
f(x) = (x^2 -2x)*e^{0,5 x} im Intervall | |||
:Eingabe: <code>nsolve((x^2 -2*x)*e^(0,5*x)=0)</code> | |||
:Ausgabe: <code>[0; 2]</code> | |||
Eingabe: nsolve((x^2 -2*x)*e^(0,5*x)=0) | |||
Ausgabe: [0; 2] | |||
==== 6.7 Lösungen einer Exponentialgleichung ==== | ==== 6.7 Lösungen einer Exponentialgleichung ==== | ||
Beispiel 6.7.1 Berechne die Lösungen der Gleichung | =====Beispiel 6.7.1 Berechne die Lösungen der Gleichung <math>10 e^{0,1 t} = 50 -40 e^{-0,1 t}</math> im Intervall <math>[-20; 20]</math>.===== | ||
Die Variable t darf vorher noch nicht definiert worden sein! | |||
:Eingabe: <code>nsolve(10*e^(0,1*t) = 50-40*e^(-0,1*t))</code> | |||
:Ausgabe: [<code>0; 13,86294]</code> | |||
Eingabe: nsolve(10*e^(0,1*t) = 50-40*e^(-0,1*t)) | |||
Ausgabe: [0; 13, | |||
==== 6.8 Nullstellen einer rationalen Funktion ==== | ==== 6.8 Nullstellen einer rationalen Funktion ==== | ||
Beispiel 6.8.1 Berechne die Nullstellen der Funktion | =====Beispiel 6.8.1 Berechne die Nullstellen der Funktion <math>f(x) = (x+2)^2 / (x-1)</math> im Intervall <math>[-20; 20]</math>.===== | ||
f(x) = (x+2)^2 / (x-1) im Intervall [-20; 20]. | |||
Ausgabe: [-2] | :Eingabe: <code>nsolve((x+2)^2/(x-1)=0)</code> | ||
:Ausgabe: <code>[-2]</code> | |||
=== 7 Lineares Gleichungssystem (LGS) lösen === | === 7 Lineares Gleichungssystem (LGS) lösen === | ||
Version vom 9. September 2025, 19:12 Uhr
5 Wertetabelle
table(f, u?, v?, w?)- gibt zu der Funktion f eine Wertetabelle mit Wertepaaren für x-Werte aus dem Intervall aus. Dabei gibt w die Schrittweite der x-Werte an. Wenn die optionalen Parameter u, v und w nicht angegeben werden, gelten für sie die Vorgabewerte u=-10, v=10 und w=1.
Beispiel 5.1 Wertetabelle für
Gib für die Funktion eine Wertetabelle für die x-Werte aus dem Intervall mit der Schrittweite 1 aus.
- Eingabe:
f(x):=x^2 - Ausgabe:
(x: any) → x^2
- Eingabe:
table(f; -2; 3; 1) - Ausgabe:
[[-2; 4]; [-1; 1]; [0; 0]; [1; 1]; [2; 4]; [3; 9]]
oder kurz:
- Eingabe:
table(x->x^2; -2; 3) - Ausgabe:
[[-2; 4]; [-1; 1]; [0; 0]; [1; 1]; [2; 4]; [3; 9]]
6 Gleichung mit einer Unbekannten lösen
nsolve(u; v?; w?)- bestimmt alle Lösungen der Gleichung u im Intervall . Wenn die Untergrenze v und die Obergrenze w nicht angegeben werden, werden die Lösungen im Intervall bestimmt.
Diejenige Variable, nach der die Gleichung u aufgelöst werden soll, darf vorher noch nicht mit dem Zuweisungsoperator:=definiert und mit einem festen Wert belegt worden sein. Gegebenenfalls müssen vorab die bisherigen Definitionen über die Schaltfläche "Definitionen" gelöscht werden.
- bestimmt alle Lösungen der Gleichung u im Intervall . Wenn die Untergrenze v und die Obergrenze w nicht angegeben werden, werden die Lösungen im Intervall bestimmt.
6.1 Lineare Gleichung ohne Intervallangabe lösen
Beispiel 6.1.1 Berechne die Lösungen der Gleichung im Intervall .
- Eingabe:
nsolve(3*x -5 = x +7) - Ausgabe:
[6]
6.2 Quadratischen Gleichung ohne Intervallangabe
Beispiel 6.2.1 Berechne die Lösungen der Gleichung im Intervall .
- Eingabe:
nsolve(2*x^2 +4*x -30 =0) - Ausgabe:
[-5; 3]
Die Gleichung besitzt zwei Lösungen: und
Beispiel 6.2.2 Berechne die Lösungen der Gleichung im Intervall .
- Eingabe:
nsolve(x^2 +0,25 =x) - Ausgabe:
[0,5]
Die Gleichung besitzt nur die eine Lösung: .
Beispiel 6.2.3 Berechne die Lösungen der Gleichung im Intervall .
- Eingabe:
nsolve(x^2 =-4) - Ausgabe:
[]
Für die Gleichung gibt es keine Lösung. Die Lösungsmenge ist leer.
6.3 Kubische Gleichung ohne Intervallangabe
=Beispiel 6.3.1 Berechne die Lösungen der Gleichung im Intervall .
- Eingabe:
nsolve(x^3 +x^2 -17*x +15 =0) - Ausgabe:
[-5; 1; 3]
6.4 Lösen einer Gleichung mit Intervallangabe
Beispiel 6.4.1 Berechne die Lösungen der Gleichung mit nsolve zunächst ohne explizite Intervallangabe.
- Eingabe:
nsolve(x-1 = 20) - Ausgabe:
[]
Die Lösung liegt außerhalb des Standardintervalls . Daher wird hier die leere Menge als Lösungsmenge angezeigt.
Beispiel 6.4.2 Berechne die Lösungen der Gleichung im Intervall .
- Eingabe:
nsolve(x -1 =20; 0; 30) - Ausgabe:
[21]
Die Lösung liegt jetzt innerhalb des angegebenen Intervalls .
6.5 Nullstellen der Sinusfunktion im Intervall [0; 7]
Beispiel 6.5.1 Berechne die Nullstellen der Standard-Sinus-Funktion im Intervall . (x-Werte im Bogenmaß)
- Eingabe:
nsolve(sin(x)=0; 0; 7) - Ausgabe:
[0; 3,14159; 6,28319]
Die Nullstellen im Intervall lauten 0, und .
6.6 Nullstellen einer Exponentialfunktion
Beispiel 6.6.1 Berechne die Nullstellen der Funktion im Intervall .
- Eingabe:
nsolve((x^2 -2*x)*e^(0,5*x)=0) - Ausgabe:
[0; 2]
6.7 Lösungen einer Exponentialgleichung
Beispiel 6.7.1 Berechne die Lösungen der Gleichung im Intervall .
Die Variable t darf vorher noch nicht definiert worden sein!
- Eingabe:
nsolve(10*e^(0,1*t) = 50-40*e^(-0,1*t)) - Ausgabe: [
0; 13,86294]
6.8 Nullstellen einer rationalen Funktion
Beispiel 6.8.1 Berechne die Nullstellen der Funktion im Intervall .
- Eingabe:
nsolve((x+2)^2/(x-1)=0) - Ausgabe:
[-2]
7 Lineares Gleichungssystem (LGS) lösen
lsolve(u; v; ...) Löst ein System von linearen Gleichungen mit den Gleichungen u, v, ... Die Anzahl der Gleichungen muss mit der Anzahl der Unbekannten übereinstimmen.
7.1 LGS mit zwei Gleichungen und zwei Unbekannten
Beispiel 7.1.1 Berechne die Lösungen des LGS
I: x +y =5
II: 2x -y =1
Eingabe: lsolve(x +y =5; 2*x -y =1)
Ausgabe: [x = 2; y = 3]
7.2 LGS mit drei Gleichungen und drei Unbekannten
Beispiel 7.2.1 Berechne die Lösungen des LGS
I: z +y +x =4
II: 2x +2z =y-1
III: x = z+3
Eingabe: lsolve(z +y +x =4; 2*x +2*z =y-1; x = z+3)
Ausgabe: [z = -1; y = 3; x = 2]
