• Probeklausur
  • MNWeG
  • 24.04.2023
  • Mathematik
  • Funktionen
  • 11
  • Gelingensnachweis
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1
Die Abbildungen zeigen die ganzrationale Funktion und die Wurzelfunktion.
−3−2−1123x1234yoriginO
f(x)
123456x1234yoriginO
g(x)

a) Erläutere, warum es sich in beiden Fällen um Funktionen handelt.

b) Gib die Definitonsmenge und die Wertemenge für beide Funktionen an.

c) Beschreibe das Monotonieverhalten beider Funktionen.

2
Gegeben ist die ganzrationale Funktion .

a) Gib den Grad der Funktion an.

b) Untersuche die Funktion auf Nullstellen.

3
Gegeben ist der Graph einer ganzrationalen Funktion. Begründe, warum es sich nicht um den Graphen einer der folgenden Funktionen handeln kann. Es genügt jeweils ein Ausschlusskriterium.
a)
b)
c)
−3−2−1123x−2−112yoriginO
4
Erkläre mithilfe des Verhaltens im Unendlichen, warum eine Funktion ersten oder dritten Grades immer mindestens eine Nullstelle haben muss, wohingegen eine Funktion zweiten Grades nicht unbedingt eine Nullstelle haben muss.
5
Über den Graphen einer Funktion ist bekannt, dass er achsensymmetrisch zur -Achse ist. Untersuche den Graphen der Funktion auf Symmetrie.
a) mit
b) mit

Musterlösung

Hinweis: Es handelt sich um Beispiellösungen. Teilweise sind alternative Rechenwege möglich.

1

a) Eine Funktion ordnet einer Zahl einen eindeutigen Funktionswert zu. Da in beiden Graphen keine Stelle vorhanden ist, an der eine vertikale Linie die Funktion zweimal schneiden würde, handelt es sich um Funktionen.

b)

Funktion

Definitionsmenge

Wertemenge

c) Für ist streng monoton fallend und für ist streng monoton steigend.

Für ist streng monoton steigend.

2
a) Es handelt sich um eine Funktion vierten Grades.

b)

Substitution:

Rücksubstitution:

oder

3

a) Die Funktion ist im Vergleich zur dargestellten Funktion achsensymmetrisch, da es in der Funktion nur gerade Exponenten gibt.

b) Die Funktion zeigt ein anderes Verhalten im Unendlichen. Während die dargestellte Funktion für gegen gegen strebt, strebt die Funktion gegen .

c) Die Funktion ist in der Linearfaktordarstellung angegeben, sodass sich ablesen lässt, dass bei eine Nullstelle hat. Die dargestellte Funktion hat dort keine Nullstelle.

4
Funktionen zweiten Grades zeigen beim Verhalten im Unendlichen für positive und negative Werte das gleiche Verhalten. So gilt zum Beispiel für die Normalparabel :
Für gilt .
Für gilt .
Wenn die Normalparabel an der -Achse gespiegelt wird, entsteht die Funktion . Dann gilt:
Für gilt .
Für gilt .
Die Normalparabel hat eine Nullstelle. Wird sie nach oben verschoben, hat sie keine mehr.
Bei Funktionen ersten und dritten Grades ist das anders. Je nachdem, ob der Koeffizient vor dem mit dem höchsten Exponenten positiv oder negativ ist, liegt einer der beiden folgenden Fälle vor:
Für gilt .
Für gilt .
oder
Für gilt .
Für gilt .
Anders formuliert: Die Funktion kommt entweder von unten und geht nach oben oder kommt von oben und geht nach unten. In beiden Fällen muss sie dabei mindestens einmal die -Achse kreuzen, sodass es mindestens eine Nullstelle gibt.
5
a) Die Funktion ist ebenfalls achsensymmetrisch zur -Achse, da das nur eine Verschiebung in -Richtung bewirkt, aber an der Symmetrie nichts ändert.
b) Die Funktion ist nicht achsensymmetrisch zur -Achse, da das für eine seitliche Verschiebung sorgt und somit die Achsensymmetrie zur -Achse aufgehoben wird. Das sorgt für eine Streckung des Graphen. Es würde die Achsensymmetrie nicht aufheben.
x