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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) = -1 ( -5 + x ) · ( x -1 )

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senkrechte Asymptoten

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

( -5 + x ) · ( x -1 ) = 0
( x -5 ) · ( x -1 ) = 0

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

1. Fall:

x -5 = 0 | +5
x1 = 5

2. Fall:

x -1 = 0 | +1
x2 = 1

also Definitionsmenge D=R\{ 1 ; 5 }

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

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

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

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

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

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

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

Die Funktion besitzt folglich eine senkrechte Asymptote bei x= 5 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.
-1 ( -5 + x ) · ( x -1 ) = -1 x 2 -6x +5

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

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

Für x → ±∞ ⇒ f(x)= -1 x 2 -6x +5 = - 1 x 2 1 - 6 x + 5 x 2 0 1 +0+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) = -3x -5 e -x -1

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

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

( x -4 ) x = 0
x · ( x -4 ) = 0

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

1. Fall:

x1 = 0

2. Fall:

x -4 = 0 | +4
x2 = 4

also Definitionsmenge D=R\{0; 4 }

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

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

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

Die Funktion besitzt folglich eine senkrechte Asymptote bei x= 0 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)= -2 x 2 -4x +1 ( x -4 ) x -47 "-0" ⋅ (+4) = -47 "-0"

Für x   x>4   4 + ⇒ f(x)= -2 x 2 -4x +1 ( x -4 ) x -47 "+0" ⋅ (+4) = -47 "+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) = x 2 +2x -x +1

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

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

also Definitionsmenge D=R\{ 1 }

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

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

Für x   x>1   1 + ⇒ f(x)= x 2 +2x -x +1 +3 "-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 = 1 jeweils eine senkrechte Asymptote, bei y = -2 eine waagrechte Asymptote und in N1(0|0) und N2(-2|0) Nullstellen besitzt.

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Zuerst der Nenner

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

? ( x +1 ) · ( x -1 ) = ? x 2 -1

Nullstellen in den Zähler

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

? ⋅ ( ( x +0 ) · ( x +2 ) ) x 2 -1 = ?⋅ ( x 2 +2x ) x 2 -1

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

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

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

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

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

Bruchterm mit Asymptoten bestimmen

Beispiel:

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

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Zuerst der Nenner

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

? ( x -1 ) · ( x +0 ) = ? x 2 - x

Nullstellen in den Zähler

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

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

Jetzt testen wir x 2 -2x -8 ( x -1 ) · ( x +0 ) auf die waagrechte Asymptote:

Um die waagrechte Asymptote von 1 auf -3 zu bringen multiplizieren wir einfach den Zähler mit -3 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.
-3( x 2 -2x -8 ) ( x -1 ) · ( x +0 ) = -3 x 2 +6x +24 x 2 - x

-3 x 2 +6x +24 x 2 - x = x 2 · ( -3 + 6 x + 24 x 2 ) x 2 · ( 1 - 1 x ) = -3 + 6 x + 24 x 2 1 - 1 x

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

Für x → ±∞ ⇒ f(x)= -3 x 2 +6x +24 x 2 - x = -3 + 6 x + 24 x 2 1 - 1 x -3 +0+0 1 +0 = -3 1 = -3

Mit f(x)= -3( x 2 -2x -8 ) ( x -1 ) · ( x +0 ) sind also alle Bedingungen erfüllt

waagrechte Asymptoten

Beispiel:

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

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

Für x → ∞ ⇒ f(x)= - 4 x 2 + -3 e x 0 + -3 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) = -2 e 0,4x -4 für x → -∞ und für x → ∞.

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

Für x → ∞ ⇒ f(x)= -2 e 0,4x -4 - -4 -

Die Funktion besitzt folglich auf der linken Seite (für x → -∞) eine waagrechte Asymptote bei y = -4 .