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senkrechte Asymptote (einfach)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

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

also Definitionsmenge D=R\{ -3 }

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

Für x   x<-3   -3 - ⇒ f(x)= -5x -3 x +3 +12 "-0" -

Für x   x>-3   -3 + ⇒ f(x)= -5x -3 x +3 +12 "+0"

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

senkrechte Asymptoten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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)= -2x +2 ( x +4 ) ( x +3 ) +10 "-0" ⋅ (-1) = +10 "+0"

Für x   x>-4   -4 + ⇒ f(x)= -2x +2 ( x +4 ) ( x +3 ) +10 "+0" ⋅ (-1) = +10 "-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)= -2x +2 ( x +4 ) ( x +3 ) +8 (+1) ⋅ "-0" = +8 "-0" -

Für x   x>-3   -3 + ⇒ f(x)= -2x +2 ( x +4 ) ( x +3 ) +8 (+1) ⋅ "+0" = +8 "+0"

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

alle Asymptoten bestimmen

Beispiel:

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

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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 -2 ) = 0
( -x +5 ) ( x -2 ) = 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 -2 = 0 | +2
x2 = 2

also Definitionsmenge D=R\{ 2 ; 5 }

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

Für x   x<2   2 - ⇒ f(x)= -5 x 2 -4x +2 ( 5 - x ) ( x -2 ) -26 (+3) ⋅ "-0" = -26 "-0"

Für x   x>2   2 + ⇒ f(x)= -5 x 2 -4x +2 ( 5 - x ) ( x -2 ) -26 (+3) ⋅ "+0" = -26 "+0" -

Die Funktion besitzt folglich eine senkrechte Asymptote bei x= 2 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)= -5 x 2 -4x +2 ( 5 - x ) ( x -2 ) -143 "+0" ⋅ (+3) = -143 "+0" -

Für x   x>5   5 + ⇒ f(x)= -5 x 2 -4x +2 ( 5 - x ) ( x -2 ) -143 "-0" ⋅ (+3) = -143 "-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.
-5 x 2 -4x +2 ( 5 - x ) ( x -2 ) = -5 x 2 -4x +2 - x 2 +7x -10

-5 x 2 -4x +2 - x 2 +7x -10 = x 2 · ( -5 - 4 x + 2 x 2 ) x 2 · ( -1 + 7 x - 10 x 2 ) = -5 - 4 x + 2 x 2 -1 + 7 x - 10 x 2

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

Für x → ±∞ ⇒ f(x)= -5 x 2 -4x +2 - x 2 +7x -10 = -5 - 4 x + 2 x 2 -1 + 7 x - 10 x 2 -5 +0+0 -1 +0+0 = -5 -1 = 5

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

waagrechte Asymptoten

Beispiel:

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

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

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

Term mit Asymptoten bestimmen

Beispiel:

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

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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 + x -2

Nullstellen in den Zähler

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

? ⋅ ( ( x +4 ) · ( x +1 ) ) x 2 + x -2 = ?⋅ ( x 2 +5x +4 ) x 2 + x -2

Jetzt testen wir x 2 +5x +4 ( x +2 ) · ( x -1 ) 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 +5x +4 ) ( x +2 ) · ( x -1 ) = -3 x 2 -15x -12 x 2 + x -2

-3 x 2 -15x -12 x 2 + x -2 = x 2 · ( -3 - 15 x - 12 x 2 ) x 2 · ( 1 + 1 x - 2 x 2 ) = -3 - 15 x - 12 x 2 1 + 1 x - 2 x 2

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

Für x → ±∞ ⇒ f(x)= -3 x 2 -15x -12 x 2 + x -2 = -3 - 15 x - 12 x 2 1 + 1 x - 2 x 2 -3 +0+0 1 +0+0 = -3 1 = -3

Mit f(x)= -3( x 2 +5x +4 ) ( x +2 ) · ( x -1 ) sind also alle Bedingungen erfüllt

e-Fkt'n Verhalten → ∞

Beispiel:

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

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Für x → -∞ ⇒ f(x)= e -0,4x -x -2 -2 -2 e -0,4x -x : ( Der Exponentialterm im Zähler wächst sehr viel schneller gegen ∞ bzw. gegen 0 als der Nenner und setzt sich deswegen durch)

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

Die Funktion besitzt folglich auf der rechten Seite (für x → ∞) eine waagrechte Asymptote bei y = -2 .