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Tanh Eigenschaften: Tipp
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 20:19 Mi 07.12.2011
Autor: Sylece

Aufgabe
Gegeben sei die Funktion f(x) = 2 tanh x für x [mm] \in \IR. [/mm]

1. Berechnen Sie f(ln(2))

2. Hat die Gleichung x = f(x) eine Lösung für x > 0?
Der Wert der Lösung, falls sie existiert, ist nicht gefragt.

Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.

Halli Hallo :-)

Meine Frage bezieht sich eher auf den 2. Aufgabenteil.

Zum ersten Aufgabenteil: f(ln(2))= [mm] \bruch{6}{5} [/mm]     stimmt das?

Nun zu meiner Frage: Ich soll zeigen das 2tanh eine Lösung für x>0 hat!
Aber der ln(2) > 0 somit habe ich das doch schon gezeigt oder?

Ich danke für jeden Tipp :-)

Lg ein verzweifelter Maschinenbau Student^^

        
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Tanh Eigenschaften: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 20:24 Mi 07.12.2011
Autor: Diophant

Hallo,

ich bekomme für den Funktionswert deutlich weniger heraus, also rund die Hälfte. :-)

Betrachte zu b) die Ableitung der Tangens hyperbolicus-Funktion. Es ist dann sofort ersichtlich, ob es einen solchen Fixpunkt geben kann oder nicht.

Gruß, Diophant



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Tanh Eigenschaften: Rückfrage
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 20:53 Mi 07.12.2011
Autor: Sylece

Danke für die schnelle Antwort :-)

hmmm...

2tanh(ln2)= [mm] 2*\bruch{e^{ln2}-e^{-ln2}}{e^{ln2}+e^{-ln2}}=2*\bruch{2-\bruch{1}{2}}{2+\bruch{1}{2}}=2*\bruch{1,5}{2,5}=2*\bruch{3}{5}=\bruch{6}{5} [/mm]

Hab ich was falsch gemacht??

Die Ableitung vom [mm] tanh(x)=1-tanh^{2}(x), [/mm] da der tanh nur einen Wertebereich von [-1,1] hat, kann [mm] 1-tanh^{2}(x) [/mm] niemals positiv werden!

d.h.: die steigung des tanh ist negativ, aber trotzdem gibt es doch Lösungen für x>0??? :(

lg :-)

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Tanh Eigenschaften: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 21:01 Mi 07.12.2011
Autor: kamaleonti

Hallo,
> 2tanh(ln2)=
> [mm]2*\bruch{e^{ln2}-e^{-ln2}}{e^{ln2}+e^{-ln2}}=2*\bruch{2-\bruch{1}{2}}{2+\bruch{1}{2}}=2*\bruch{1,5}{2,5}=2*\bruch{3}{5}=\bruch{6}{5}[/mm]
>  
> Hab ich was falsch gemacht??

Nein, das ist richtig.

Es wäre [mm] tanh(ln(2))=\tfrac{3}{5} [/mm] (ohne den Faktor zwei).

>  
> Die Ableitung vom [mm]tanh(x)=1-tanh^{2}(x),[/mm] da der tanh nur
> einen Wertebereich von [-1,1] hat, kann [mm]1-tanh^{2}(x)[/mm]
> niemals positiv werden!

Doch.

Was Du hier benötigst ist [mm] tanh^2(x)>0 [/mm] für x>0. Dann siehst Du, dass

    [mm] 1-tanh^{2}(x)<1=(x)' [/mm]

LG

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Tanh Eigenschaften: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 09:25 Do 08.12.2011
Autor: Diophant

Hallo,

sorry, ich hatte die 2 vor dem tanh überlesen. Also ist dein Funktionswert korrekt. Für den Fixpunkt siehe den Tipp von kamaleonti.

Gruß, Diophant

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Tanh Eigenschaften: Rückfrage
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 12:10 Do 08.12.2011
Autor: Sylece

Ich hätte da nochmal eine Rückfrage bzgl. des 2. Aufgabenteils:

Kann ich das auch ohne die Ableitung von tanh zeigen?

Mein Ansatz lautet [mm] x=2*\bruch{e^{x}-e^{-x}}{e^{x}+e^{-x}} [/mm]

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Tanh Eigenschaften: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 12:18 Do 08.12.2011
Autor: fred97


> Ich hätte da nochmal eine Rückfrage bzgl. des 2.
> Aufgabenteils:
>  
> Kann ich das auch ohne die Ableitung von tanh zeigen?
>  
> Mein Ansatz lautet [mm]x=2*\bruch{e^{x}-e^{-x}}{e^{x}+e^{-x}}[/mm]  

Diese Gleichung kannst Du nicht "von Hand"  nach x auflösen

FRED


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Tanh Eigenschaften: Rückfrage
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 12:22 Do 08.12.2011
Autor: Sylece

Wie kann ich aber anhand der Gleichung zeigen, dass sie für x>0 eine lösung hat?

Wir haben die ableitung vom tanh noch nicht behandelt :(!

Lg :)

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Tanh Eigenschaften: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 12:37 Do 08.12.2011
Autor: Al-Chwarizmi


> Wie kann ich aber anhand der Gleichung zeigen, dass sie
> für x>0 eine lösung hat?
>  
> Wir haben die ableitung vom tanh noch nicht behandelt :(!


Falls du die brauchst, kannst du sie doch herleiten.
Du kannst aber auch ohne sie auskommen, wenn du
die Stetigkeit und den Wertebereich der Funktion f
(für positive x) betrachtest.

LG   Al-Chw.


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Tanh Eigenschaften: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 12:43 Do 08.12.2011
Autor: fred97


> Wie kann ich aber anhand der Gleichung zeigen, dass sie
> für x>0 eine lösung hat?
>  
> Wir haben die ableitung vom tanh noch nicht behandelt :(!
>  
> Lg :)


Setze g(x)=f(x)-x

Es ist g(1)>0 und [mm] \limes_{x\rightarrow\infty}g(x)= -\infty. [/mm]

Was sagt der Zwischenwertsatz dazu ?

FRED

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