nach Aufgabentypen suchen

Aufgabentypen anhand von Beispielen durchstöbern

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

senkrechte Asymptote (einfach)

Beispiel:

Bestimme alle senkrechten Asymptoten (mit VZW) von der Funktion f mit f(x) = 5 e 3x -1

Lösung einblenden

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

e 3x -1 = 0 | +1
e 3x = 1 |ln(⋅)
3x = 0 |:3
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)= 5 e 3x -1 +5 "-0" -

Für x   x>0   0 + ⇒ f(x)= 5 e 3x -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 + x -5 x 2 -6x +9

Lösung einblenden

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

x 2 -6x +9 = 0

eingesetzt in die Mitternachtsformel (a-b-c-Formel):

x1,2 = +6 ± ( -6 ) 2 -4 · 1 · 9 21

x1,2 = +6 ± 36 -36 2

x1,2 = +6 ± 0 2

Da die Wurzel Null ist, gibt es nur eine Lösung:

x = 6 2 = 3

also Definitionsmenge D=R\{ 3 }

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

-2 x 2 + x -5 x 2 -6x +9 = -2 x 2 + x -5 ( 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 + x -5 ( x -3 ) 2 -20 "+0" -

Für x   x>3   3 + ⇒ f(x)= -2 x 2 + x -5 ( x -3 ) 2 -20 "+0" -

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

alle Asymptoten bestimmen

Beispiel:

Bestimme alle senkrechten Asymptoten (mit VZW) und waagrechten Asymptoten vom Graphen der Funktion f mit f(x) = 4x +1 ( x -2 ) ( x +4 )

Lösung einblenden

senkrechte Asymptoten

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

( x -2 ) ( x +4 ) = 0

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

1. Fall:

x -2 = 0 | +2
x1 = 2

2. Fall:

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

also Definitionsmenge D=R\{ -4 ; 2 }

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

Für x   x<-4   -4 - ⇒ f(x)= 4x +1 ( x -2 ) ( x +4 ) -15 (-6) ⋅ "-0" = -15 "+0" -

Für x   x>-4   -4 + ⇒ f(x)= 4x +1 ( x -2 ) ( x +4 ) -15 (-6) ⋅ "+0" = -15 "-0"

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

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

Für x   x<2   2 - ⇒ f(x)= 4x +1 ( x -2 ) ( x +4 ) +9 "-0" ⋅ (+6) = +9 "-0" -

Für x   x>2   2 + ⇒ f(x)= 4x +1 ( x -2 ) ( x +4 ) +9 "+0" ⋅ (+6) = +9 "+0"

Die Funktion besitzt folglich eine senkrechte Asymptote bei x= 2 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.
4x +1 ( x -2 ) ( x +4 ) = 4x +1 x 2 +2x -8

4x +1 x 2 +2x -8 = x 2 · ( 4 x + 1 x 2 ) x 2 · ( 1 + 2 x - 8 x 2 ) = 4 x + 1 x 2 1 + 2 x - 8 x 2

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

Für x → ±∞ ⇒ f(x)= 4x +1 x 2 +2x -8 = 4 x + 1 x 2 1 + 2 x - 8 x 2 0+0 1 +0+0 = 0 1 = 0

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

waagrechte Asymptoten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

Für x → -∞ ⇒ f(x)= e 0,3x -2 0 -2 -2

Für x → ∞ ⇒ f(x)= e 0,3x -2 -2

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

Term mit Asymptoten bestimmen

Beispiel:

Bestimme einen Funktionsterm dessen Graph bei x= 0 eine senkrechte Asymptote mit einem VZW von + nach -, bei y = 0 eine waagrechte Asymptote und keine Nullstelle besitzt.

Lösung einblenden

Zuerst der Nenner

Aufgrund der senkrechten Asymptote bei x=0 (mit einem VZW von + nach -) muss der entsprechende Linearterm in den Nenner unserer gesuchten Funktion, also:

? x +0 = ? x

Wenn wir den Zähler auf 1 setzen, also f(x)= 1 x +0 , passen bereits die Definitionslücke bei x = 0 und die fehlenden Nullstellen. Auch die waagrechte Asymptote bei y=0 passt:

waagrechte Asymptoten

Um die waagrechte Asymtote zu ermitteln, wird in Zähler und Nenner die höchste x-Potenz des Nenners ausgeklammert:

1 x +0 = x · 1 x x · 1 = 1 x 1

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

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

Vorzeichenwechsel (VZW)

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

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

Wir haben also den falschen VZW. Wenn wir aber den Zähler mit -1 multiplizieren, bekommen wir gerade das entgegengesetzte Verhalten in der Nähe der Definitionslücke.

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

e-Fkt'n Verhalten → ∞

Beispiel:

Bestimme das Verhalten der Funktion f mit f(x) = -2 e 0,4x +1 für x → -∞ und für x → ∞.

Lösung einblenden

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

Für x → ∞ ⇒ f(x)= -2 e 0,4x +1 - +1 -

Die Funktion besitzt folglich auf der linken Seite (für x → -∞) eine waagrechte Asymptote bei y = 1 .