Schwierigkeitsstufe
Thema:

Kurvendiskussion

Inhalt:

Ableitungsfunktion

Allgemeines zu Funktionen

Beschränktheit

Definition der Ableitung

Differenzierbarkeit

Eigenschaften differenzierbarer Funktionen

Eigenschaften von Funktionen

Extremalpunkte

Graphisches Ableiten

Kriterien

Kurvendiskussion

Parabeln

Symmetrie erkennen

Untersuchung von Funktionen

Wendepunkte

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Kurvendiskussion

Gebrochen rationale Funktionen

zur Frage

Funktionen der Form , bei denen p(x) und q(x) Polynomfunktionen sind, heißen

gebrochen rationale Funktionen.

Sie sind an den Nullstellen des Nennerpolynoms q(x) nicht definiert.

Ist x0 Nullstelle von p(x) und auch von q(x), so lässt sich der Funktionsterm von f durch (x - x0) kürzen.

Ist der Funktionsterm von f vollständig gekürzt, so liegen bei den Nullstellen des Nennerpolynoms Polstellen ( auch „Unendlichkeitsstellen“ genannt) vor.

Zahlenbeispiel:

An der Stelle x = 2 liegt weder eine Nullstelle, noch eine Polstelle vor, weil wir kürzen können.

 

An den Stellen x1 = -7 und x2 = 0 liegen Nullstellen (mit Vorzeichenwechsel) vor;

an der Stelle x2 = -2 liegt eine Polstelle (mit Vorzeichenwechsel) vor.

An der Polstelle liegt eine senkrechte Asymptote vor, für  |x| → ∞   erhalten wir eine schräge

Asymptote, hier die Gerade mit y = x + 5. (Polynomdivision!)

Differenzierbarkeit

zur Frage

Die Steigung m des Graphen von f im Punkt P(x0;y0) erhält man als Grenzwert der Sekantensteigungen 0 geht.

(In der Skizze ist die Sekante für x = 4 eingezeichnet)

Falls der Grenzwert 0 differenzierbar und man nennt diesen Grenzwert den Differentialquotienten f '(x0).

Ableitungsfunktion

zur Frage

Die Funktion f ' , die jedem x0 den Differentialquotienten f '(x0) zuordnet, heißt Ableitungsfunktion

f ' . Als Buchstaben für die Variable nimmt man meist wieder x, also:

Ableitungsfunktion f ':x ↦ f '(x)

Stammfunktion

zur Frage

Die Funktion F heißt Stammfunktion zu f, wenn im gesamten Definitionsbereich gilt: F'(x) = f (x) .

Ableitung der Grundfunktionen

zur Frage

Ableitungsregeln

zur Frage

Summenregel

Faktorregel

Produktregel

Quotientenregel

Kettenregel

Monotonie

zur Frage

Extremalpunkte

f '(x) < 0   ⇒ der Graph von f fällt an der Stelle x.

f '(x) = 0   ⇒ der Graph von f hat an der Stelle x eine waagrechte Tangente.

f '(x) > 0   ⇒ der Graph von f steigt an der Stelle x.

Folglich hat f bei einem Vorzeichenwechsel von f ' ein Extremum.

( von + nach - ein Maximum und bei Wechsel von - nach + ein Minimum)

Anmerkung zum Newton-Verfahren zur näherungsweisen Bestimmung von Nullstellen:

Ist xn ein Näherungswert für die Nullstelle von f, so liefert der Schnittpunkt der Tangente an f im Punkt xn mit der x-Achse einen besseren Näherungswert xn+1.

Ableitung der Exponential- und Logarithmusfunktion

zur Frage

Bei Verwendung der Basis e, wobei e=2,71828… lassen sich Ableitungsfunktion und

Stammfunktion besonders leicht angeben.

Wegen  

und somit   e ln x = x    und   ln( ex ) = x  .

Kurvendiskussion

Ableitungsfunktion

Allgemeines zu Funktionen

Beschränktheit

Definition der Ableitung

Differenzierbarkeit

Eigenschaften differenzierbarer Funktionen

Eigenschaften von Funktionen

Extremalpunkte

Graphisches Ableiten

Kriterien

Kurvendiskussion

Parabeln

Symmetrie erkennen

Untersuchung von Funktionen

Wendepunkte

Beispielfragen:

Die Funktion hat die Gleichung

Gegeben ist eine Funktion 3. Grades.
Sie hat den Hochpunkt W (2/0), in Q (3/q) die Steigung -9 und den Wendepunkt F (1/w).
Welche Grundfunktionen für f, f' und f''sind zutreffend?

Wie nennt man die rechnerische Untersuchung von Funktionen bzw. deren Graphen?

Wie untersucht man eine Funktion f(x) hinsichtlich ihrer Nullstellen?

Der Graph der Funktion f(x) = 2x2+4x-16 ist eine Parabel.
Verglichen mit der Normparabel gilt: Diese Parabel ist...

Die Nullstelle der ersten Ableitung der Funktion
f(x) = 2x2+4x-16 ist -1. Bei x = -1 ist...

Die zweite Ableitung einer Funktion sei eine Ursprungsgerade mit der Steigung -0,5.
Welche Funktion könnte diese Ableitung besitzen?

Ist diese Funktion symmetrisch?
f(x) = x6

Ist diese Funktion symmetrisch?
f(x) = tan(x)

Ist diese Funktion symmetrisch?
f(x) = 2x6 - 3x4 + x2 - 5

Ist diese Funktion symmetrisch?
f(x) = 4x3 - 6x2 + 1

Ist diese Funktion symmetrisch?
f(x) = sin(x)

Das Schaubild hat

Das Schaubild hat

Die Ableitungsfunktion einer quadratischen Funktion lautet: f´(x) = 7x-8.
Die Funktion könnte gelautet haben:

Wofür ist dies ein Kriterium?
f´(x) = 0 und f´´(x) < 0

Die Funktion y = log(x) hat den Grafen

Die Ableitung der Funktion x –› - 7 x³ + 2 x² - x + 1 ist gegeben durch

Gegeben ist eine Funktion 3. Grades.
Sie hat den Hochpunkt W (2/0), in Q (3/q) die Steigung -9 und den Wendepunkt F (1/w).
Welche der folgenden Ansätze sind zu verwenden?

Die Ableitung der Funktion x –› x² ist gegeben durch

Diese Funktion hat an der Stelle x = 0 eine ...

Wofür ist dies ein Kriterium?
f´(x) > 0

Eine Stelle x, an der f '(x) = 0 ist, kann