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KB.01 Beispiel Partialbruchzerlegung


CC-BY-NC-SA 3.0

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wirfangen an mit einer partial HochzeitPunkt folgende FunktionzweidurchX hoch vier plus X Quadratdie in partialsinddie ersten Schritte hier unten sehen sie ohne quadratische Gleichung oder Substitutionoder so hoffentlich das sie Quadrat ausklammern könnensteht als X plus zwei durch X QuadratsmatrixQuadrat plus einsund da sieht manFeierabend zumindest in reellen Zahlen FeierabendX Verratdas kündigt kaum einfache Hin beim besten Willen X oder plus einsnicht erweitert sie nicht in reellen Zahlen Beistrich null wir die quadratischenoder positivund noch eins addierenwird das nicht mehr null?? plus eins hat keine Nullstelledas Küchen WL Zahl nicht weiter zerlegtmit komplexen Zahlen natürlich wenn sie hier I einsetzenI Quadrat plus eins minus eins des eins dann geht das aber in reellen Zahlen Beistrich weiter zerlegtwerdenkann gucken ob man etwas noch kürzen können Sie sehen oben habe ich Nullstelle bei minus zweiunten habe ich den Nullstellebei Null kann auch nichts kürzensoweit erledigtundwas soll ich mir noch angucken bevor ich irgendwas mit Patzerbrüchen veranstalte was sich jemand erinnert bevor sie jetzt was über Saarbrücken veranstaltenwas checken sie noch bei dieser rationalen Funktionrichtig also vorsichtig wenn hier stünde X hoch zweiundvierzig?? zwei X hoch zwei vierzig plus zweiund ich habe nach einer Sambakonstantendamit für dich niemals sicher sein vierzig Intrigen sie müssen gucken ob der Grad des Zählersleiderstrikt kleinerden Grad des Nenner ist oben dürfen nur kleinere Potenzen stehen als untendieses Ding wirklich nicht direkt in Partialbrüche zerlegt ?? der ersten Polynomdivisionmachen dieserBruch hier gibt es soundsovielErgebnis der Polynomdivisionplus Rest der Polynomdivisiondurch diesen Nenner?? der Zähler zu groß ist in Anführungszeichen untender Grad des Zählersgrößer gleich den Grad des Trainers ist ?? in der Musik Polynomdivisionmachendann ist hier nicht der Fallalles in trockenen Tüchernwissen alles gibt eine Polstelle bei ist gleich nur im Rebellen gibt es eine Polstelle Beistrich nureine doppelteoder?? verbreitet er wie ein Polstellezweiter Ordnungamund dann kann ich hinschreiben was gehört zu der Polstelle zweiter Ordnung eine Konstantedurch X Quadratund vielleicht auch eine Konstante durch Xdas kommt von den ersten der mir von dem X Quadratdie Produkte im Nenner werden sozusagenalle zu Partialbrüchemanchmal sogar zu mehreren Partialbrüchendas erste Ding X Quadratgleich zu zwei Partialbrüchenhöchstwahrscheinlicheskann ?? noch was jedes B gleich null ist es wieder nicht als NSA gleich ?? es kann einem passierenkann man Glück hat das begleichenähmwenn ?? X hoch vier Stundehätten sie A durch X hoch vierhöchstwahrscheinlichauch wie durch X hoch drei höchst wahrscheinlich auch sie durch X Quadrat und die durchwegswas geht immer die ganze Reihe rund das leider nicht so das man eine ersteAlpha vorgeführt wurde verkommt das kann irgendwie so ein restuntypischerweisenicht erkannt sondern wird typischerweise ?? es bleibenimmer den ersten herausdass das X Quadrat und ?? den zweiten Faktor ist von plus einsder nicht mehr null werden will in reellen Zahlen und da wares so das ichauch den stehen lasse und ich kriege imZähler sowas wie Konstante Matrix plus die erreicht nicht nur ?? einfache Konstanteda brauche ichzwei Konstantenzum Schluss lediglich vier Zahlen zu bestimmendanneben darum gehen gelernt dass ich doch erklären sollte andeuten sollte warum ich hier zwei Konstanten brauchestellen sich vor sie würden das in komplexen Zahlen machendie Polstelle bei null dazu sicher nichtsin komplexen Zahlenwas würde sich jetzt tun in komplexen Zahlen lassen es sich um komplexen Zahlen dazu nehmen Beistrichwas aber Zerlegung machendem Wege also konvexen Zahl ist diese Klammer hier gleich X minusImal Xplus diekonvexen Zahlen können Sie das hier noch zerlegt?? binomisch Formel X QuadratminusI QuadratX Quadrat minus I Quadrat nimmt sie Ferrari Sur plus ein tausend wechselseitigeszerlegt und sie sind ja noch zwei weitere Polstelleverkürzt sich auch hier nichts mit dem Zählerhaben noch zwei weitere Polstellen was misslichen komplexen Zahlen schreiben für die Partialbruchzerlegungwohl stellen genau Polstelleerster Ordnung einfache Polstelle neunzig MS was ich alles auswendig ?? und jeweils eine Zahlen sind typischerweise schon mal ehdurch X minus I von dieser Polstelle und Fdurchplus I von der Polstellegesehen ich habe zwei weitere Zahlen hier E und F zwei Wartekonstantediesen typischerweise dieselben wie C und D auch ich habe zwei weitereStellregler sozusageneinstehe Räderdie brauche ich auch ??funktionieren??alsoVorsicht auch hier tatsächlich Zimmer X plus Din den Zähler von dem X oder plus eins und hatten zu wenigChancen es einzustellenerste Schritt wird sein AbiCD zu bestimmenund typischerweise kann man ein paar davon ja direkt oder zumindest einen an dieser Stelle zumindest einen können sie recht schnell ablesenwennihnen gar nichts einfällt bringen Sie das hierauf einen Hauptnennerwas natürlich der sein wird und dann können Sie die Zählervergleichdas ist dasSchema Fwenn sie raffinierter vorgehen wollen gucken sich an zum Beispielan dieser Polstelle bei nullda gucken sich an wie schlimm die Explosion an dieser Polstelle bei null ist von dem hierund von dem hier und die muss natürlich auf beiden Seiten sozusagen gleich schlimm sein und damit kriegen sie einen der Konstanten herauszumindestalso diestatistische Methode wie man sofort was ablesen kann?? auf der rechten Seite sehen Sie an der Polstellebei der Polstelle ist gleich nullda bestimmt Haarden Grad der Explosionbestimmt diese Polstelle wird an der Stelle X gleich nullund ich gucken jetzt hier an okay wie schlimm ist denn da wenn X gleich null ist was passiertwenn X gleich null ist steht obenpraktisch zwei?? was bei null plus zwei oben steht praktisch zwei dieser Terminus ist der spannende X Quadratder sorgt für die Explosionund hier steht null Quadrat plus einsalso mehr oder minder eins auch wenn X nicht ganz null ist aber hier steht mehr oder minder eins also was bleibt zwei durch eins durch das besagte X Quadratsfaktorzwei Leiterin das A muss zwei seindas ist natürlich sehr Hände geben es funktioniertaber es ist der Handy bitte bekriegen A gleich sowiesoanders rauswas kann ich Schadenauf jeden Fall ist das schon vor über dich zu haben es nämlich gleich was anderes rauskriegen für A wissen Sieden Masse schief gegangenso hier auf einenHauptnennerbringen und der Hauptnenner steht er ja schon X Quadrat mal X fordert plus eins es muss X Quadratsvorkommenim Nennerhabe ich kein Problem mit X das kommt auch vor aber es muss auch X oder plus eins Vorkommen im Nennerdas wird man ?? werdenzwangsläufigbesser klarmachen ich forderedass die beiden gleich sind für alle X ich suche Zahlen vorgemerkt ZahlenAbi CDfeste Zahlen Abi CD sodass die beiden gleich sind für alle Zahlen XHauptnennerverursacht X Quadratmal X Quadrat plus einssoden ersten mit X oder plus eins erweiternden zweitenSinn der ist schon mit X im Nennerich brauche noch ein X und ich brauche das X hundert plus eins also ?? plus B mal X mal X Quadrat plus einsPlus und beim letzten brauche ich noch das X Quadratbesteht schon über sechs hundert Plus einzigweiter den letzten hier mit X quadratslosbeschreibt das Zimmer X plus die Sisi ?? Klammer auf Wohnzimmer Exposé mal X Quadratdie beiden sollen gleich sein für alle Xdie Nenner sind leichter müssen die Zähler gleich seinNichtraucher also das X plus zweigleich ist A mal X Quadrat plus einsgroß Bmal X mal X Quadrateins pluszehn groß DX Quadratjetzt würden führen wieder tausend Wege nach Romich könnte die Potenzen von X untersuchenwie viele X Quadrat gibt's links rechtsich könnteZahlen einsetzenwas passiertwenn ich bestimmte Werte für X Einsätzedamit sie auch gerne einfachüber meine ganz strengen Weg mitPotenzen von X wie Felix auch null habe ich links und rechts wie Flick so einsX QuadratXhoch drei habe ich links und rechtsX auch null sehen Sie links haben sie zweiX hoch null einmalig so eins zwei nulldann ?? auf der rechten Seite auch zwei X hoch nullAmal X Quadratbegann die Suche null eine Konstante mal einsdie Macht mir ein X auch nullB mal X das kann keine Konstante mehr werdenzehnmal X D X Quadrat hin kommt auch keine Konstante aus zwei gleich auch das wissen wir schoninsofernbisher alles klar gegangenlinks steht einmal Xeinmal X hoch einsRechtsliniekriegen sie kein X dagegen Sinix Quadrat stattfinden Konstantewirklich kein X rausdieses X mal die eins mal B das gibt mir ein Xihr das gibt mit X hoch drei das ist mir nichts aber dieses X mal einsgibt mirX ?? eins B mal X hoch einsauf der rechten SeiteRahmen und hier kommtauch kein X mehr weil alles mit X Quadrat steht ich weiß also direkt B ist gleich einsX Quadrat links habe ich kein X Quadratrechts habe ich A mal X QuadratvorgenommenrechtlicherB mal X mal X Quadrat X hoch drei hilft mir nicht B mal X Fall eins X ist mir auch nichtAbi ?? Ceinmal X X Paradigmen auch nicht X hoch drei aber D mal X Quadratder Artus diedamit weiß ich sofortD ist gleichminus zwei als gleich zwei D ist also gleich minus zweiX hoch drei links habe keinenhier kriegen wir kein X hoch drei hier kriegen wir B mal X hoch dreiund hier kriegen wirzehnmal X hoch dreiund damit haben wir weit wie gleich eins ist ist gleich minus einsklar schreiben Sie ruhig zwei plus D sofort??Hauptsache man kommt zum Ziel man könnt ja fix jetzt wie gesagt für X irgendwelche Werte einsetzen oder ich weiß es sowieso schon vorherAS zwei was soll ich irgendwas mit A ausrechnenalsoehrlich gesagt die weniger sieht dieses hier nach Schema F machen jeintelligentersie das machen umso lieber ist mir dasähmRezept ist er sowiesoGeschichte die kann Wolfram Alpha viel besser als sie und als ichdann das macht einen nicht einfach dem wahren Leben das es nur damit sie die Idee hinter der Partialbruchzerlegungverstehenich sag gleich noch was war die Frage campozuständeUnsinn eilig gut anaber gerade noch mal zusammengefasstjetzt habe ich also folgendesmeine ursprüngliche Funktion X war Express weiterhin so viel PlusX Quadrat kann ich also schreibenXplus zwei durch X so viel Plus X Quadrat kann ich also schreiben alA durch X QuadratB durch XA durch X Quadrat zwei durch X Quadratjetzt kommt plus B durch X einsdurch Xplusund dann kam hinten nochC X plus D durchwegs von Artus einssteht X Quadrat plus eins oben stehtzehnmal X plus DEC ist minus eins also minusX plus deminus zweidass es die Partialbruchzerlegungein partial Bruch noch ein paar Tagenoch ein Parteibuchwozu braucht man das nun?? in den alten Liedes vorgeführt dass diese Funktionenhier die rationalen Funktionen ein Polynom durch ein anderes Polynomdes die auftretenwenn sie irgendwelche Systeme mit Rückkopplunguntersuchenzumindest schöne Systeme mit Rückkopplung ich habe irgendwieein Kraftwerk oder auch nur einfach eine Heizungoderirgendwasanein Motordas sich auf irgendeine Weise den auf irgendeine Weise statt Steuern und Regeln ?? vereinigen regeln will?? ich gucke mir die aktuelle Drehzahl die aktuelle Temperatur oder was auch immer an und je nachdem was der aktuellpassiertregele ich nachdann habe ich so einen Regelkreisundalle schönen und einfachen Regelkreiseführen zwangsläufigdann aufsolche Funktionen wenn man diemathematischabstrakt beschreibt diese Regelkreisefertig vorgeführt mit der Zettelsummationin den alten wie des gucken das war die billigste Art wie man das hinkriegen kann?? Funktionssaisonalso mit anderen Worten so weit es um Regelungstechnikgeht sehen Sie rationale Funktiondie tauchen hier und auch in der Physik auf aber das Spannende ist endlich die Regelungstechnikundwenn man dann diese rationale Funktion die da auftauchen so zerlegtkann man daraus was über sein System ablesenaus diesen Partialbrüchenkönnen Sie dann lernen wie sich das System verhält ist es stabil oszilliert es wie schnell oszilliert es uns weiterkommt alles in höheren Semesternletzen bisschen viel wenn ich damit anfange?? es sind so verbissen ungeschickt und machen es im ersten Semester weil's gerade zu den Funktionen passt aber sie brauchen das erst später bei der Regelungstechnik