DMUG-Archiv 1998

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Re: Umkehrfunktion eines Polynoms

Lieber Hinnerk,

hier sind zwei Loesungen zu Deinem Umkehrfunktionsproblem:

1. Exakt:
Loese einfach mit der Solve-Funktion die Gleichung nach x auf.

In[1]:=   Solve[y == b2*x^2 + b1*x + b0, x]

Out[1]=
                    2
       -b1 - Sqrt[b1  - 4 b2 (b0 - y)]
{{x -> -------------------------------},
                    2 b2

                     2
        -b1 + Sqrt[b1  - 4 b2 (b0 - y)]
  {x -> -------------------------------}}
                     2 b2

Sollte Dich nur der zweite Loesungsast, der wahrscheinlich positive,  
interessieren, kannst Du wie folgt eine Function, z.B. "invf", definieren.

In[3]:=   invf[x_] = x /. %[[2]]

Out[3]=
             2
-b1 + Sqrt[b1  - 4 b2 (b0 - y)]
-------------------------------
             2 b2



2. Angenaeherte Loesung:
Angenommen, das Polynom 2-ter Ordnung stellt eine Taylor-Entwicklung dar.
In diesem Fall sollte man anders vorgehen.
Hier erzeugen wir zunaechst eine entsprechende Entwicklungsreihe (Merke:  
Entwicklungsreihen haben in Mathematica ein eigenes Datenformat und sind am  
Ende durch einen Ordnungsindikator  O[...]  gekennzeichnet!)

In[6]:=   Series[b2*x^2 + b1*x + b0, {x,0,2}]

Out[6]=
                2       3
b0 + b1 x + b2 x  + O[x]

Die Entwicklungsreihe kann mit der InverseSeries-Funktion invertiert werden. 

In[5]:=   InverseSeries[%]

Out[5]=
                      2
-b0 + x   b2 (-b0 + x)              3
------- - ------------- + O[-b0 + x]
  b1             3
               b1

Mit "Normal" kann man die obige Entwicklungsreihe wieder in eine
gewoehnliche Formel ueberfuehren.

In[6]:=   Normal[%]

Out[6]=
                      2
-b0 + x   b2 (-b0 + x)
------- - -------------
  b1             3
               b1


Das funktioniert uebrigens auch fuer Entwicklungen hoeherer Ordnung!


Markus van Almsick
---------------------------------------------------------
Max-Planck-Institut fuer Biophysik,     Frankfurt am Main
Tel. (069) 6031368   email:valmsick@XXXXXXX.de
Application Consultant,              Wolfram Research Inc.
                     email:markus@XXXXXXX.com


Verweise:
Umkehrfunktion eines Polynoms
boriss, 09.02.1997

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DMUG-Archiv, http://www.mathematica.ch/dmug-liste.html; Letzte Änderung: 08.09.2003 20:44