nach Aufgabentypen suchen

Aufgabentypen anhand von Beispielen durchstöbern

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

alle Asymptoten bestimmen

Beispiel:

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

Lösung einblenden

senkrechte Asymptoten

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

- x 2 -2x = 0
- x · ( x +2 ) = 0

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

1. Fall:

x1 = 0

2. Fall:

x +2 = 0 | -2
x2 = -2

also Definitionsmenge D=R\{ -2 ; 0}

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

5 - x 2 -2x = 5 - x · ( x +2 )

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

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

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

Die Funktion besitzt folglich eine senkrechte Asymptote bei x= -2 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)= 5 - x · ( x +2 ) +5 -1 ⋅"-0" ⋅ (+2) = +5 "+0"

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

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

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

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

Die Funktion besitzt folglich eine waagrechte Asymptote bei y = 0 (x-Achse).

senkrechte Asymptote (einfach)

Beispiel:

Bestimme alle senkrechten Asymptoten (mit VZW) von der Funktion f mit f(x) = -1 4 - x

Lösung einblenden

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

4 - x = 0
-x +4 = 0 | -4
-x = -4 |:(-1 )
x = 4

also Definitionsmenge D=R\{ 4 }

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

Für x   x<4   4 - ⇒ f(x)= -1 4 - x -1 "+0" -

Für x   x>4   4 + ⇒ f(x)= -1 4 - x -1 "-0"

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

senkrechte Asymptoten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

e 2x - e x = 0
( e x -1 ) · e x = 0

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

1. Fall:

e x -1 = 0 | +1
e x = 1 |ln(⋅)
x1 = 0 ≈ 0

2. Fall:

e x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

also Definitionsmenge D=R\{0}

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

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

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

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

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

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

Polstellen und hebbare Def.-Lücken

Beispiel:

Bestimme alle senkrechten Asymptoten (mit VZW) von der Funktion f mit f(x) = -2x -6 ( x +3 ) · ( x +4 )

Lösung einblenden

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

( x +3 ) · ( x +4 ) = 0

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

1. Fall:

x +3 = 0 | -3
x1 = -3

2. Fall:

x +4 = 0 | -4
x2 = -4

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

Wir untersuchen das Verhalten für x → -3 und erkennen, dass sowohl der Zähler als auch der Nenner =0 werden.

Wir müssten also sowohl im Zähler als auch im Nenner einen Faktor (x +3) erkennen, die wir dann kürzen können:

-2x -6 ( x +3 ) · ( x +4 ) = -2x -6 ( x +3 ) · ( x +4 ) = - 2 x +4

Für x → -3 ⇒ f(x)= -2x -6 ( x +3 ) · ( x +4 ) = - 2 x +4 - 2 -3 +4 = -2

Die Funktion besitzt folglich eine hebbare Definitionslücke (Loch) L(-3 | -2 )


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

Für x   x<-4   -4 - ⇒ f(x)= -2x -6 ( x +3 ) · ( x +4 ) +2 (-1) ⋅ "-0" = +2 "+0"

Für x   x>-4   -4 + ⇒ f(x)= -2x -6 ( x +3 ) · ( x +4 ) +2 (-1) ⋅ "+0" = +2 "-0" -

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

Term mit Asymptoten bestimmen

Beispiel:

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

Lösung einblenden

Zuerst der Nenner

Aufgrund der senkrechten Asymptoten bei x1=-2 und x2=-1 müssen die entsprechenden Linearterme in den Nenner unserer gesuchten Funktion, also:

? ( x +2 ) · ( x +1 ) = ? x 2 +3x +2

Nullstellen in den Zähler

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

? ⋅ ( x -1 ) x 2 +3x +2

Jetzt testen wir x -1 ( x +2 ) · ( x +1 ) 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 -1 ( x +2 ) · ( x +1 ) = x -1 x 2 +3x +2

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

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

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

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

Bruchterm mit Asymptoten bestimmen

Beispiel:

Bestimme einen Funktionsterm (als Bruchterm) dessen Graph bei x1 = 0 und bei x2 = -1 jeweils eine senkrechte Asymptote, bei y = 0 eine waagrechte Asymptote und eine Nullstelle in N(-3|0) besitzt.

Lösung einblenden

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 +3 ) x 2 + x

Jetzt testen wir x +3 ( x +0 ) · ( x +1 ) 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 +3 ( x +0 ) · ( x +1 ) = x +3 x 2 + x

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

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

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

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

waagrechte Asymptoten

Beispiel:

Bestimme das Verhalten der Funktion f mit f(x) = 3 x 2 -1 für x → -∞ und für x → ∞.

Lösung einblenden

Für x → -∞ ⇒ f(x)= 3 x 2 -1 0 -1 -1

Für x → ∞ ⇒ f(x)= 3 x 2 -1 0 -1 -1

Die Funktion besitzt folglich eine waagrechte Asymptote bei y = -1 .

e-Fkt'n Verhalten → ∞

Beispiel:

Bestimme das Verhalten der Funktion f mit f(x) = 4x · e 0,3x für x → -∞ und für x → ∞.

Lösung einblenden

Für x → -∞ ⇒ f(x)= 4x · e 0,3x - · 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)= 4x · e 0,3x ·

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