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) = 2 x 3 - x 2 +5x +3 x · x

Lösung einblenden

senkrechte Asymptoten

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

x · x = 0
x 2 = 0 | ⋅2
x = 0

also Definitionsmenge D=R\{0}

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

2 x 3 - x 2 +5x +3 x · x = 2 x 3 - x 2 +5x +3 x 2

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

Für x ⟶   x<0   0 - ⇒ f(x)= 2 x 3 - x 2 +5x +3 x 2 → +3 "+0" → ∞

Für x ⟶   x>0   0 + ⇒ f(x)= 2 x 3 - x 2 +5x +3 x 2 → +3 "+0" → ∞

Die Funktion besitzt folglich eine senkrechte Asymptote bei x= 0 ohne VZW (beides + )

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 3 - x 2 +5x +3 x · x = 2 x 3 - x 2 +5x +3 x 2

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

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

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

Die Funktion besitzt folglich keine waagrechte Asymptote.

senkrechte Asymptote (einfach)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

e 3x - e x = 0
( e 2x -1 ) · e x = 0

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

1. Fall:

e 2x -1 = 0 | +1
e 2x = 1 |ln(⋅)
2x = 0 |:2
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:

1 e 3x - e x = 1 ( e 2x -1 ) · e x

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

Für x ⟶   x<0   0 - ⇒ f(x)= 1 ( e 2x -1 ) · e x → +1 "-0" ⋅ (+1) = +1 "-0" → -∞

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

Lösung einblenden

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

( 3 + x ) · ( x +3 ) = 0
( x +3 ) 2 = 0 | ⋅2
x +3 = 0
x +3 = 0 | -3
x = -3

also Definitionsmenge D=R\{ -3 }

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

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

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

Für x ⟶   x<-3   -3 - ⇒ f(x)= -2 x 2 -2x +3 ( x +3 ) 2 → -9 "+0" → -∞

Für x ⟶   x>-3   -3 + ⇒ f(x)= -2 x 2 -2x +3 ( x +3 ) 2 → -9 "+0" → -∞

Die Funktion besitzt folglich eine senkrechte Asymptote bei x= -3 ohne VZW (beides - )

Polstellen und hebbare Def.-Lücken

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

( x -3 ) · ( x -5 ) = 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 -5 = 0 | +5
x2 = 5

also Definitionsmenge D=R\{ 3 ; 5 }

Wir untersuchen das Verhalten für x → 5 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 -5) erkennen, die wir dann kürzen können:

x -5 ( x -3 ) · ( x -5 ) = x -5 ( x -3 ) · ( x -5 ) = 1 x -3

Für x → 5 ⇒ f(x)= x -5 ( x -3 ) · ( x -5 ) = 1 x -3 → 1 5 -3 = 1 2

Die Funktion besitzt folglich eine hebbare Definitionslücke (Loch) L(5 | 1 2 )


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

Für x ⟶   x<3   3 - ⇒ f(x)= x -5 ( x -3 ) · ( x -5 ) → -2 "-0" ⋅ (-2) = -2 "+0" → -∞

Für x ⟶   x>3   3 + ⇒ f(x)= x -5 ( x -3 ) · ( x -5 ) → -2 "+0" ⋅ (-2) = -2 "-0" → ∞

Die Funktion besitzt folglich eine senkrechte Asymptote bei x= 3 mit einem VZW von - nach +

Term mit Asymptoten bestimmen

Beispiel:

Bestimme einen Funktionsterm dessen Graph bei x1 = 3 und bei x2 = 0 jeweils eine senkrechte Asymptote, bei y = -1 eine waagrechte Asymptote und in N1(2|0) und N2(4|0) Nullstellen besitzt.

Lösung einblenden

Zuerst der Nenner

Aufgrund der senkrechten Asymptoten bei x1=3 und x2=0 müssen die entsprechenden Linearterme in den Nenner unserer gesuchten Funktion, also:

? ( x -3 ) · ( x +0 ) = ? x 2 -3x

Nullstellen in den Zähler

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

? ⋅ ( ( x -2 ) · ( x -4 ) ) x 2 -3x = ?⋅ ( x 2 -6x +8 ) x 2 -3x

Jetzt testen wir x 2 -6x +8 ( x -3 ) · ( x +0 ) auf die waagrechte Asymptote:

Um die waagrechte Asymptote von 1 auf -1 zu bringen multiplizieren wir einfach den Zähler mit -1 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.
-( x 2 -6x +8 ) ( x -3 ) · ( x +0 ) = - x 2 +6x -8 x 2 -3x

- x 2 +6x -8 x 2 -3x = x 2 · ( -1 + 6 x - 8 x 2 ) x 2 · ( 1 - 3 x ) = -1 + 6 x - 8 x 2 1 - 3 x

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

Für x → ±∞ ⇒ f(x)= - x 2 +6x -8 x 2 -3x = -1 + 6 x - 8 x 2 1 - 3 x → -1 +0+0 1 +0 = -1 1 = -1

Mit f(x)= -( x 2 -6x +8 ) ( x -3 ) · ( x +0 ) sind also alle Bedingungen erfüllt

Bruchterm mit Asymptoten bestimmen

Beispiel:

Bestimme einen Funktionsterm (als Bruchterm) dessen Graph bei x= -3 eine senkrechte Asymptote ohne VZW (beides mal f(x) → -∞), bei y = 0 eine waagrechte Asymptote und eine Nullstelle in N(-4|0) besitzt.

Lösung einblenden

Zuerst der Nenner

Aufgrund der senkrechten Asymptote bei x=-3 (ohne VZW (beides mal f(x) → -∞)) muss der entsprechende Linearterm in den Nenner unserer gesuchten Funktion. Da kein Vorzeichenwechsel vorliegt, muss es eine doppelte Nullstelle sein, also:

? ( x +3 ) 2 = ? x 2 +6x +9

Nullstellen in den Zähler

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

? ⋅ ( x +4 ) x 2 +6x +9

Jetzt testen wir x +4 ( x +3 ) 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 +4 ( x +3 ) 2 = x +4 x 2 +6x +9

x +4 x 2 +6x +9 = x 2 · ( 1 x + 4 x 2 ) x 2 · ( 1 + 6 x + 9 x 2 ) = 1 x + 4 x 2 1 + 6 x + 9 x 2

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

Für x → ±∞ ⇒ f(x)= x +4 x 2 +6x +9 = 1 x + 4 x 2 1 + 6 x + 9 x 2 → 0+0 1 +0+0 = 0 1 = 0

Mit f(x)= -( x +4 ) ( x +3 ) 2 sind also alle Bedingungen erfüllt

waagrechte Asymptoten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

Für x → ∞ ⇒ f(x)= 4 x 3 + 4 e x + 4 x → 0 + 4 ∞ +0 → 0+0+0 → 0

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

e-Fkt'n Verhalten → ∞

Beispiel:

Bestimme das Verhalten der Funktion f mit f(x) = 3 x 2 · e -0,3x für x → -∞ und für x → ∞.

Lösung einblenden

Für x → -∞ ⇒ f(x)= 3 x 2 · e -0,3x → ∞ · ∞ → ∞

Für x → ∞ ⇒ f(x)= 3 x 2 · 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)

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