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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) = 2x -5 ( -3 - x ) x

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senkrechte Asymptoten

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

( -3 - x ) x = 0
( -x -3 ) x = 0
x · ( -x -3 ) = 0

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

1. Fall:

x1 = 0

2. Fall:

-x -3 = 0 | +3
-x = 3 |:(-1 )
x2 = -3

also Definitionsmenge D=R\{ -3 ; 0}

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

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

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

Die Funktion besitzt folglich eine senkrechte Asymptote bei x= -3 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)= 2x -5 ( -3 - x ) x -5 (-3) ⋅ "-0" = -5 "+0" -

Für x   x>0   0 + ⇒ f(x)= 2x -5 ( -3 - x ) x -5 (-3) ⋅ "+0" = -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:

Vorher sollte man allerdings noch ausmultiplizien.
2x -5 ( -3 - x ) x = 2x -5 - x 2 -3x

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

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

Für x → ±∞ ⇒ f(x)= 2x -5 - x 2 -3x = 2 x - 5 x 2 -1 - 3 x 0+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) = x +3 x -4

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

x -4 = 0 | +4
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)= x +3 x -4 +7 "-0" -

Für x   x>4   4 + ⇒ f(x)= x +3 x -4 +7 "+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 ( -5 - x ) · ( x +4 )

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

( -5 - x ) · ( x +4 ) = 0
( -x -5 ) · ( x +4 ) = 0

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

1. Fall:

-x -5 = 0 | +5
-x = 5 |:(-1 )
x1 = -5

2. Fall:

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

also Definitionsmenge D=R\{ -5 ; -4 }

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

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

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

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

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

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

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

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

Polstellen und hebbare Def.-Lücken

Beispiel:

Bestimme alle senkrechten Asymptoten (mit VZW) von der Funktion f mit f(x) = -3x +9 ( x -3 ) · ( x -1 )

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

( x -3 ) · ( x -1 ) = 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 -1 = 0 | +1
x2 = 1

also Definitionsmenge D=R\{ 1 ; 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:

-3x +9 ( x -3 ) · ( x -1 ) = -3x +9 ( x -3 ) · ( x -1 ) = -3 1 · ( x -1 )

Für x → 3 ⇒ f(x)= -3x +9 ( x -3 ) · ( x -1 ) = -3 1 · ( x -1 ) -3 1 · ( 3 -1 ) = - 3 2

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


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

Für x   x<1   1 - ⇒ f(x)= -3x +9 ( x -3 ) · ( x -1 ) +6 (-2) ⋅ "-0" = +6 "+0"

Für x   x>1   1 + ⇒ f(x)= -3x +9 ( x -3 ) · ( x -1 ) +6 (-2) ⋅ "+0" = +6 "-0" -

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

Term mit Asymptoten bestimmen

Beispiel:

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

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Zuerst der Nenner

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

? ( x -1 ) · ( x +2 ) = ? x 2 + x -2

Nullstellen in den Zähler

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

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

Jetzt testen wir x 2 -4x ( x -1 ) · ( x +2 ) 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 -4x ) ( x -1 ) · ( x +2 ) = -2 x 2 +8x x 2 + x -2

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

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

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

Mit f(x)= -2( x 2 -4x ) ( x -1 ) · ( x +2 ) 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(-1|0) 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

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

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

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

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

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

waagrechte Asymptoten

Beispiel:

Bestimme das Verhalten der Funktion f mit f(x) = 2 x 3 +4 für x → -∞ und für x → ∞.

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Für x → -∞ ⇒ f(x)= 2 x 3 +4 0 +4 4

Für x → ∞ ⇒ f(x)= 2 x 3 +4 0 +4 4

Die Funktion besitzt folglich eine waagrechte Asymptote bei y = 4 .

e-Fkt'n Verhalten → ∞

Beispiel:

Bestimme das Verhalten der Funktion f mit f(x) = -4x · e 0,1x für x → -∞ und für x → ∞.

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Für x → -∞ ⇒ f(x)= -4x · e 0,1x · 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 0,1x - · -

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