\documentclass[12pt]{report}
\usepackage{tikz}
\usepackage{amsmath}
\usepackage{showframe}
\usetikzlibrary{intersections,calc}
\begin{document}
\begin{figure}[h!]
\centering
\begin{tikzpicture}[domain=0:6, range=4:5, thick]
\pgfmathsetlengthmacro{\lenghtXaxis}{6cm}
\pgfmathsetlengthmacro{\lenghtYaxis}{5cm}
\pgfmathsetlengthmacro{\radiusArcFigureOne}{5.5cm}
% erstes Diagramm
\draw [->] (0,0) -- (0,\lenghtYaxis) node[above] {$\pmb{x,\textcolor{cyan}{x_2}}$};
\draw [->] (0,0) -- (\lenghtXaxis,0) node[right] {$\pmb{\textcolor{green}{y}}$};
\draw [name path=f1a] (\radiusArcFigureOne,0)
arc [
start angle=0,
end angle=90,
x radius=\radiusArcFigureOne,
y radius=(3*\radiusArcFigureOne/4)-2mm
]
;
\draw[name path=f1b, thick, color=purple, domain=2.5:8, shift={(-2,.7)}]
plot (\x,{25*exp(-.7*\x-.25)+.7}) node[right] {$\bar{u}_2$}
;
% zweites Diagramm
\begin{scope}[yshift=-6cm]
% x-Achse benannt
\draw [->, name path global=f2xline] (0,0) -- (\lenghtXaxis,0) node[right] {$\pmb{y}$};
\draw [->] (0,0) -- (0,\lenghtYaxis) node[above] {$\pmb{x_1}$};
\draw[name path=f5, thick, color=cyan, domain=4:8, shift={(-2,-.05)}]
plot (\x,{15*exp(-.5*\x-.35)+.75}) node[right] {$u^{\ast}_1$};
\path[name intersections={of=f5 and f6}, name=i}];
\end{scope}
% drittes Diagramm
\begin{scope}[yshift=-12cm]
\draw [->] (0,0) -- (0,\lenghtYaxis) node[above] {$\pmb{x_2}$};
\draw [->, name path global=f3xline] (0,0) -- (\lenghtXaxis,0) node[right] {$\pmb{y}$};
\draw[name path global=f3a, thick, color=purple, domain=3:5.5, shift={(-.5,-.4)}]
plot (\x,{25*exp(-.7*\x-.25)+.7});
\draw[name path global=f3b, thick, color=purple, domain=3:5.5, shift={(-1.5,-.4)}]
plot (\x,{25*exp(-.7*\x-.25)+.7});
\draw[name path global=f3c, thick, color=purple, domain=3:5.5, shift={(.5,-.4)}]
plot (\x,{25*exp(-.7*\x-.25)+.7});
\end{scope}
\path [name intersections={of=f1a and f1b, by={is f1 left, is f1 right}];
% senkrechte Linie durch den linken Schnittpunkt des ersten Diagramms zeichnen
\path [name path=left vline]% vertical line
(is f1 left) --
(is f1 left|-current bounding box.south)
;
% Schnittpunkt der x-Achse des zweiten Diagramms mit der linken senkrechten Linie berechnen
\path [name intersections={of=f2xline and left vline, by=is f2xline left vline}];
% linken Schnittpunkt mit der x-Achse des zweiten Diagramms verbinden
\draw [dotted] (is f1 left) -- (is f2xline left vline);
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% senkrechte Linie durch den rechten Schnittpunkt des ersten Diagramms zeichnen
\path [name path=right vline]% s.o.
(is f1 right) --
(is f1 right|-current bounding box.south)
;
% Schnittpunkt der x-Achse des zweiten Diagramms mit der rechten senkrechten Linie berechnen
\path [name intersections={of=f2xline and right vline, by=is f2xline right vline}];
% rechten Schnittpunkt mit der x-Achse des zweiten Diagramms verbinden
\draw [dotted] (is f1 right) -- (is f2xline right vline);
% Radius für eine halbe Ellipse berechnen
% Erklärung im Abschnitt 4.1.3 "The Circle Around A"
% halbe Ellipse im zweiten Diagramm zeichnen
\draw [name path=f6] let
\p1 = ($ (is f2xline left vline) - (is f2xline right vline) $),
\n2 = {veclen(\x1,\y1)/2}
in
(is f2xline right vline)
% y radius = 2/3 * x radius
arc [start angle=0, end angle=180, x radius=\n2, y radius=2*\n2/3]
;
\end{tikzpicture}
\caption{Samuelson-Regel}
\end{figure}
\end{document}
Nochmals vielen Dank für deine Hilfe.
Ich habe es nun geschafft eine Funktion zeichnen zu lassen, die den Halbkreis im zweiten Diagramm schneidet.
Die Funktion habe ich "f5" genannt und dann versucht den Schnittpunkt zwischen Halbkreis und "f5" zu berechnen. Nun wusste ich aber nicht genau, wie der Halbkreis heißt bzw. ob du ihm bereits einen Namen gegeben hattest. Konnte keinen finden, deshalb gab ich dem Halbkreis den Namen "f6".
Bei der Berechnung der Schnittpunkte erhalte ich aber die Fehlermeldung, dass "f6" nicht bekannt ist.
Meine Idee war, den Schnittpunkt zwischen "f5 und f6" als "i" zu bezeichnen. Doch leider komme ich da nicht weiter.