Aufgabenbeispiele von Grenzverhalten-Symmetrie

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Symmetrieeigenschaften (elementar)

Beispiel:

Entscheide welche Symmetrie bei der Funktion f mit f(x)= 2 x 9 - x 7 +7 x 5 +6 x 3 +5x vorliegt.

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Da f nur ungerade Hochzahlen hat, ist ihr Schaubild punktsymmetrisch zum Ursprung.

Symmetrie bestimmen (allg.)

Beispiel:

Entscheide welche Symmetrie bei der Funktion f mit f(x)= x · 10 x 2 + x vorliegt.

Lösung einblenden

Wir betrachten einfach f(-x) und schauen dann, ob das zufällig wieder f(x) oder -f(x) ist:

f(-x) = ( -x ) · 10 ( -x ) 2 + ( -x ) = - x · 10 x 2 - x

Wenn man das mit f(x) = x · 10 x 2 + x vergleicht, kann man erkennen, dass f(-x) = - x 10 x 2 - x
weder gleich f(x) = x · 10 x 2 + x noch gleich -f(x) = - x · 10 x 2 + x = - x 10 x 2 + x ist.

Es gilt also: f(-x) ≠ f(x) und f(-x) ≠ -f(x)

Somit liegt bei f keine Symmetrie zum KoSy vor.

Verhalten gegen ∞

Beispiel:

Bestimme das Verhalten der Funktion f mit f(x) = x 3 +5 x 2 -2x +3 für x → -∞ und für x → ∞.

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Weil für (betragsmäßig) sehr große x-Werte der erste Potenzterm mit dem höchsten Exponent x 3 immer (betragsmäßig) größere Funktionswerte als die anderen Potenzterme hat, genügt es nur dessen Verhalten für x → ± ∞ zu untersuchen.

x → - ∞

Da der Exponent bei x 3 ungerade ist, hat x 3 ein negatives Vorzeichen, wenn man was negatives für x einsetzt. Multipliziert mit 1 erhalten wir so also ein negatives Vorzeichen:

Somit: x → - ∞ ⇒ x 3 -

Also gilt auch: x → - ∞ ⇒ x 3 +5 x 2 -2x +3 -

x → + ∞

x 3 hat natürlich immer ein positives Vorzeichen, wenn man was positives für x einsetzt. Multipliziert mit 1 erhalten wir so also ein positives Vorzeichen:

Somit: x → + ∞ ⇒ x 3

Also gilt auch: x → + ∞ ⇒ x 3 +5 x 2 -2x +3

Term mit Grenzverhalten bestimmen

Beispiel:

Bestimme den Term einer Funktion, für dessen Graph folgende Bedingungen erfüllt sein müssen:

  • der Grad von f muss mindestens 4 sein
  • Verhalten für x → -∞: f(x) → -∞
  • Verhalten für x → ∞: f(x) → -∞
  • f(1) = -5

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Da das Verhalten für x → -∞ und für x → +∞ gleich ist, muss der Grad einer solchen Funktion gerade, weil es ja nur bei ungeraden Hochzahlen einen Unterschied macht, ob man postive oder negative Werte für x in eine Potenz einsetzt. Und weil der Grad ja mindestens 4 sind muss nehmen wir am besten 4 als Grad.

Für f(x) = - x 4 wäre also das Grenzverhalten und der Mindestgrad passend.

f(1) = - 1 4 = -1 ist aber leider nicht -5. Da ja aber das Grenzverhalten nur von der Potenz mit der höchsten Hochzahl abhängt, können wir einfach noch das fehlende -5 -( - 1 ) = -4 als Absolutglied zu unserem bisherigen Term - x 4 hinzufügen.

Ein möglicher Funktionsterm wäre somit: f(x)= - x 4 -4

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Dieser funktionierende Term ist im roten Graphen eingezeichnet