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alle Asymptoten bestimmen

Beispiel:

Bestimme alle senkrechten Asymptoten (mit VZW) und waagrechten Asymptoten vom Graphen der Funktion f mit f(x) = -3 x 2 -5x +1 ( x +4 ) · ( x +3 )

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senkrechte Asymptoten

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

( x +4 ) · ( x +3 ) = 0

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

1. Fall:

x +4 = 0 | -4
x1 = -4

2. Fall:

x +3 = 0 | -3
x2 = -3

also Definitionsmenge D=R\{ -4 ; -3 }

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

Für x   x<-4   -4 - ⇒ f(x)= -3 x 2 -5x +1 ( x +4 ) · ( x +3 ) -27 "-0" ⋅ (-1) = -27 "+0" -

Für x   x>-4   -4 + ⇒ f(x)= -3 x 2 -5x +1 ( x +4 ) · ( x +3 ) -27 "+0" ⋅ (-1) = -27 "-0"

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

Wir untersuchen nun das Verhalten für x → -3 (von links und von rechts)

Für x   x<-3   -3 - ⇒ f(x)= -3 x 2 -5x +1 ( x +4 ) · ( x +3 ) -11 (+1) ⋅ "-0" = -11 "-0"

Für x   x>-3   -3 + ⇒ f(x)= -3 x 2 -5x +1 ( x +4 ) · ( x +3 ) -11 (+1) ⋅ "+0" = -11 "+0" -

Die Funktion besitzt folglich eine senkrechte Asymptote bei x= -3 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:

Vorher sollte man allerdings noch ausmultiplizien.
-3 x 2 -5x +1 ( x +4 ) · ( x +3 ) = -3 x 2 -5x +1 x 2 +7x +12

-3 x 2 -5x +1 x 2 +7x +12 = x 2 · ( -3 - 5 x + 1 x 2 ) x 2 · ( 1 + 7 x + 12 x 2 ) = -3 - 5 x + 1 x 2 1 + 7 x + 12 x 2

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

Für x → ±∞ ⇒ f(x)= -3 x 2 -5x +1 x 2 +7x +12 = -3 - 5 x + 1 x 2 1 + 7 x + 12 x 2 -3 +0+0 1 +0+0 = -3 1 = -3

Die Funktion besitzt folglich eine waagrechte Asymptote bei y = -3 .

senkrechte Asymptote (einfach)

Beispiel:

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

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

-5 + x = 0
x -5 = 0 | +5
x = 5

also Definitionsmenge D=R\{ 5 }

Wir untersuchen nun das Verhalten für x → 5 (von links und von rechts)

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

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

Die Funktion besitzt folglich eine senkrechte Asymptote bei x= 5 mit einem VZW von - nach +

senkrechte Asymptoten

Beispiel:

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

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

( x +2 ) · ( x +2 ) = 0
( x +2 ) 2 = 0 | 2
x +2 = 0
x +2 = 0 | -2
x = -2

also Definitionsmenge D=R\{ -2 }

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

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

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

Für x   x<-2   -2 - ⇒ f(x)= -4 ( x +2 ) 2 -4 "+0" -

Für x   x>-2   -2 + ⇒ f(x)= -4 ( x +2 ) 2 -4 "+0" -

Die Funktion besitzt folglich eine senkrechte Asymptote bei x= -2 ohne VZW (beides - )

Polstellen und hebbare Def.-Lücken

Beispiel:

Bestimme alle senkrechten Asymptoten (mit VZW) von der Funktion f mit f(x) = 3x +3 ( x +2 ) · ( x +3 )

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

( x +2 ) · ( x +3 ) = 0

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

1. Fall:

x +2 = 0 | -2
x1 = -2

2. Fall:

x +3 = 0 | -3
x2 = -3

also Definitionsmenge D=R\{ -3 ; -2 }

Wir untersuchen nun das Verhalten für x → -3 (von links und von rechts)

Für x   x<-3   -3 - ⇒ f(x)= 3x +3 ( x +2 ) · ( x +3 ) -6 (-1) ⋅ "-0" = -6 "+0" -

Für x   x>-3   -3 + ⇒ f(x)= 3x +3 ( x +2 ) · ( x +3 ) -6 (-1) ⋅ "+0" = -6 "-0"

Die Funktion besitzt folglich eine senkrechte Asymptote bei x= -3 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)= 3x +3 ( x +2 ) · ( x +3 ) -3 "-0" ⋅ (+1) = -3 "-0"

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

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

Term mit Asymptoten bestimmen

Beispiel:

Bestimme einen Funktionsterm dessen Graph bei x1 = 0 und bei x2 = 1 jeweils eine senkrechte Asymptote, bei y = -2 eine waagrechte Asymptote und in N1(-1|0) und N2(-2|0) Nullstellen besitzt.

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Zuerst der Nenner

Aufgrund der senkrechten Asymptoten bei x1=0 und x2=1 müssen die entsprechenden Linearterme in den Nenner unserer gesuchten Funktion, also:

? ( x +0 ) · ( x -1 ) = ? x 2 - x

Nullstellen in den Zähler

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

? ⋅ ( ( x +1 ) · ( x +2 ) ) x 2 - x = ?⋅ ( x 2 +3x +2 ) x 2 - x

Jetzt testen wir x 2 +3x +2 ( x +0 ) · ( x -1 ) auf die waagrechte Asymptote:

Um die waagrechte Asymptote von 1 auf -2 zu bringen multiplizieren wir einfach den Zähler mit -2 und erhalten so:

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.
-2( x 2 +3x +2 ) ( x +0 ) · ( x -1 ) = -2 x 2 -6x -4 x 2 - x

-2 x 2 -6x -4 x 2 - x = x 2 · ( -2 - 6 x - 4 x 2 ) x 2 · ( 1 - 1 x ) = -2 - 6 x - 4 x 2 1 - 1 x

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

Für x → ±∞ ⇒ f(x)= -2 x 2 -6x -4 x 2 - x = -2 - 6 x - 4 x 2 1 - 1 x -2 +0+0 1 +0 = -2 1 = -2

Mit f(x)= -2( x 2 +3x +2 ) ( x +0 ) · ( x -1 ) sind also alle Bedingungen erfüllt

Bruchterm mit Asymptoten bestimmen

Beispiel:

Bestimme einen Funktionsterm (als Bruchterm) dessen Graph bei x1 = -3 und bei x2 = -2 jeweils eine senkrechte Asymptote, bei y = 0 eine waagrechte Asymptote und eine Nullstelle in N(-5|0) besitzt.

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Zuerst der Nenner

Aufgrund der senkrechten Asymptoten bei x1=-3 und x2=-2 müssen die entsprechenden Linearterme in den Nenner unserer gesuchten Funktion, also:

? ( x +3 ) · ( x +2 ) = ? x 2 +5x +6

Nullstellen in den Zähler

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

? ⋅ ( x +5 ) x 2 +5x +6

Jetzt testen wir x +5 ( x +3 ) · ( x +2 ) 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 +5 ( x +3 ) · ( x +2 ) = x +5 x 2 +5x +6

x +5 x 2 +5x +6 = x 2 · ( 1 x + 5 x 2 ) x 2 · ( 1 + 5 x + 6 x 2 ) = 1 x + 5 x 2 1 + 5 x + 6 x 2

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

Für x → ±∞ ⇒ f(x)= x +5 x 2 +5x +6 = 1 x + 5 x 2 1 + 5 x + 6 x 2 0+0 1 +0+0 = 0 1 = 0

Mit f(x)= x +5 ( x +3 ) · ( x +2 ) sind also alle Bedingungen erfüllt

waagrechte Asymptoten

Beispiel:

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

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Für x → -∞ ⇒ f(x)= 3 x 2 +5 0 +5 5

Für x → ∞ ⇒ f(x)= 3 x 2 +5 0 +5 5

Die Funktion besitzt folglich eine waagrechte Asymptote bei y = 5 .

e-Fkt'n Verhalten → ∞

Beispiel:

Bestimme das Verhalten der Funktion f mit f(x) = -4 x 2 · e 0,4x für x → -∞ und für x → ∞.

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Für x → -∞ ⇒ f(x)= -4 x 2 · e 0,4x - · 0 0( Der Exponentialterm im zweiten Faktor wächst sehr viel schneller gegen 0 als der erste Faktor gegen - und setzt sich deswegen durch)

Für x → ∞ ⇒ f(x)= -4 x 2 · e 0,4x - · -

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