nach Aufgabentypen suchen

Aufgabentypen anhand von Beispielen durchstöbern

Browserfenster aktualisieren (F5), um neue Beispiele bei den Aufgabentypen zu sehen

senkrechte Asymptote (einfach)

Beispiel:

Bestimme alle senkrechten Asymptoten (mit VZW) von der Funktion f mit f(x) = -3x -5 e -x -1

Lösung einblenden

Zuerst untersucht man die Funktion auf Definitionslücken, also in unserem Fall, ob der Nenner =0 werden kann.

e -x -1 = 0 | +1
e -x = 1 |ln(⋅)
-x = 0 |:-1
x = 0 ≈ 0

also Definitionsmenge D=R\{0}

Wir untersuchen nun das Verhalten für x → 0 (von links und von rechts)

Für x   x<0   0 - ⇒ f(x)= -3x -5 e -x -1 -5 "+0" -

Für x   x>0   0 + ⇒ f(x)= -3x -5 e -x -1 -5 "-0"

Die Funktion besitzt folglich eine senkrechte Asymptote bei x= 0 mit einem VZW von - nach +

senkrechte Asymptoten

Beispiel:

Bestimme alle senkrechten Asymptoten (mit VZW) von der Funktion f mit f(x) = 4 x 2 -5x +2 x 2 +6x +8

Lösung einblenden

Zuerst untersucht man die Funktion auf Definitionslücken, also in unserem Fall, ob der Nenner =0 werden kann.

x 2 +6x +8 = 0

eingesetzt in die Mitternachtsformel (a-b-c-Formel):

x1,2 = -6 ± 6 2 -4 · 1 · 8 21

x1,2 = -6 ± 36 -32 2

x1,2 = -6 ± 4 2

x1 = -6 + 4 2 = -6 +2 2 = -4 2 = -2

x2 = -6 - 4 2 = -6 -2 2 = -8 2 = -4

also Definitionsmenge D=R\{ -4 ; -2 }

Um den Term besser auf Asymptoten untersuchen zu können, faktorisieren wir den Nenner:

4 x 2 -5x +2 x 2 +6x +8 = 4 x 2 -5x +2 ( x +2 ) · ( x +4 )

Wir untersuchen nun das Verhalten für x → -4 (von links und von rechts)

Für x   x<-4   -4 - ⇒ f(x)= 4 x 2 -5x +2 ( x +2 ) · ( x +4 ) +86 (-2) ⋅ "-0" = +86 "+0"

Für x   x>-4   -4 + ⇒ f(x)= 4 x 2 -5x +2 ( x +2 ) · ( x +4 ) +86 (-2) ⋅ "+0" = +86 "-0" -

Die Funktion besitzt folglich eine senkrechte Asymptote bei x= -4 mit einem VZW von + nach -

Wir untersuchen nun das Verhalten für x → -2 (von links und von rechts)

Für x   x<-2   -2 - ⇒ f(x)= 4 x 2 -5x +2 ( x +2 ) · ( x +4 ) +28 "-0" ⋅ (+2) = +28 "-0" -

Für x   x>-2   -2 + ⇒ f(x)= 4 x 2 -5x +2 ( x +2 ) · ( x +4 ) +28 "+0" ⋅ (+2) = +28 "+0"

Die Funktion besitzt folglich eine senkrechte Asymptote bei x= -2 mit einem VZW von - nach +

alle Asymptoten bestimmen

Beispiel:

Bestimme alle senkrechten Asymptoten (mit VZW) und waagrechten Asymptoten vom Graphen der Funktion f mit f(x) = x 3 -4 x 2 +2x -3 x 2 + x

Lösung einblenden

senkrechte Asymptoten

Zuerst untersucht man die Funktion auf Definitionslücken, also in unserem Fall, ob der Nenner =0 werden kann.

x 2 + x = 0
x ( x +1 ) = 0

Ein Produkt ist genau dann =0, wenn mindestens einer der beiden Faktoren =0 ist.

1. Fall:

x1 = 0

2. Fall:

x +1 = 0 | -1
x2 = -1

also Definitionsmenge D=R\{ -1 ; 0}

Um den Term besser auf Asymptoten untersuchen zu können, faktorisieren wir den Nenner:

x 3 -4 x 2 +2x -3 x 2 + x = x 3 -4 x 2 +2x -3 x · ( x +1 )

Wir untersuchen nun das Verhalten für x → -1 (von links und von rechts)

Für x   x<-1   -1 - ⇒ f(x)= x 3 -4 x 2 +2x -3 x · ( x +1 ) -10 (-1) ⋅ "-0" = -10 "+0" -

Für x   x>-1   -1 + ⇒ f(x)= x 3 -4 x 2 +2x -3 x · ( x +1 ) -10 (-1) ⋅ "+0" = -10 "-0"

Die Funktion besitzt folglich eine senkrechte Asymptote bei x= -1 mit einem VZW von - nach +

Wir untersuchen nun das Verhalten für x → 0 (von links und von rechts)

Für x   x<0   0 - ⇒ f(x)= x 3 -4 x 2 +2x -3 x · ( x +1 ) -3 "-0" ⋅ (+1) = -3 "-0"

Für x   x>0   0 + ⇒ f(x)= x 3 -4 x 2 +2x -3 x · ( x +1 ) -3 "+0" ⋅ (+1) = -3 "+0" -

Die Funktion besitzt folglich eine senkrechte Asymptote bei x= 0 mit einem VZW von + nach -

waagrechte Asymptoten

Um die waagrechte Asymtote zu ermitteln, wird in Zähler und Nenner die höchste x-Potenz des Nenners ausgeklammert:

x 3 -4 x 2 +2x -3 x 2 + x = x 2 · ( x -4 + 2 x - 3 x 2 ) x 2 · ( 1 + 1 x ) = x -4 + 2 x - 3 x 2 1 + 1 x

So können wir einfach das Verhalten für x→ ±∞ untersuchen:

Für x → ±∞ ⇒ f(x)= x 3 -4 x 2 +2x -3 x 2 + x = x -4 + 2 x - 3 x 2 1 + 1 x -4 +0+0 1 +0 =

Die Funktion besitzt folglich keine waagrechte Asymptote.

waagrechte Asymptoten

Beispiel:

Bestimme das Verhalten der Funktion f mit f(x) = - 5 x 3 +2 für x → -∞ und für x → ∞.

Lösung einblenden

Für x → -∞ ⇒ f(x)= - 5 x 3 +2 0 +2 2

Für x → ∞ ⇒ f(x)= - 5 x 3 +2 0 +2 2

Die Funktion besitzt folglich eine waagrechte Asymptote bei y = 2 .

Term mit Asymptoten bestimmen

Beispiel:

Bestimme einen Funktionsterm dessen Graph bei x1 = 1 und bei x2 = 4 jeweils eine senkrechte Asymptote, bei y = 0 eine waagrechte Asymptote und eine Nullstelle in N(0|0) besitzt.

Lösung einblenden

Zuerst der Nenner

Aufgrund der senkrechten Asymptoten bei x1=1 und x2=4 müssen die entsprechenden Linearterme in den Nenner unserer gesuchten Funktion, also:

? ( x -1 ) · ( x -4 ) = ? x 2 -5x +4

Nullstellen in den Zähler

Im Zähler müssen auf jeden Fall mal die Nullstellen berücksichtigt werden, also

? ⋅ ( x +0 ) x 2 -5x +4 = ?⋅ ( x ) x 2 -5x +4

Jetzt testen wir x ( x -1 ) · ( x -4 ) auf die waagrechte Asymptote:

waagrechte Asymptoten

Um die waagrechte Asymtote zu ermitteln, wird in Zähler und Nenner die höchste x-Potenz des Nenners ausgeklammert:

Vorher sollte man allerdings noch ausmultiplizien.
x ( x -1 ) · ( x -4 ) = x x 2 -5x +4

x x 2 -5x +4 = x 2 · 1 x x 2 · ( 1 - 5 x + 4 x 2 ) = 1 x 1 - 5 x + 4 x 2

So können wir einfach das Verhalten für x→ ±∞ untersuchen:

Für x → ±∞ ⇒ f(x)= x x 2 -5x +4 = 1 x 1 - 5 x + 4 x 2 0 1 +0+0 = 0 1 = 0

Mit f(x)= x ( x -1 ) · ( x -4 ) sind also alle Bedingungen erfüllt

e-Fkt'n Verhalten → ∞

Beispiel:

Bestimme das Verhalten der Funktion f mit f(x) = 5x · e -0,5x für x → -∞ und für x → ∞.

Lösung einblenden

Für x → -∞ ⇒ f(x)= 5x · e -0,5x - · -

Für x → ∞ ⇒ f(x)= 5x · e -0,5x · 0 0( Der Exponentialterm im zweiten Faktor wächst sehr viel schneller gegen 0 als der erste Faktor gegen und setzt sich deswegen durch)

Die Funktion besitzt folglich auf der rechten Seite (für x → ∞) eine waagrechte Asymptote bei y = 0 (x-Achse).