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Funktionen Learncard 20222264


Question

Potenzfunktionen

Asymptoten; Symmetrie


a) Skizzieren Sie für n = 2 und n = 3 die Graphen der Potenzfunktion f (x) = xn (x * R).

b) Skizzieren Sie für n = –2 und n = –3 die Graphen der Potenzfunktion f (x) = xn (x * R).

Nennen Sie gemeinsame und unterschiedliche Eigenschaften der Graphen.


Answer

Potenzfunktionen

Asymptoten; Symmetrie


a)



b)



Eigenschaften

positives n: keine Definitionslücke
negatives n: Pol mit (n ungerade), Pol ohne (n gerade) Vorzeichenwechsel
gerades n: Symmetrie bezüglich der y-Achse
ungerades n: Symmetrie bezüglich des Ursprungs


Wissensteil:

Potenzfunktionen sind die Grundbausteine der ganzrationalen und gebrochenrationalen Funktionen.

Eigenschaften der Graphen


1.

Definitionsbereich; Asymptoten
n positiv:

  • Der Definitionsbereich sind die reellen Zahlen, also ist .
  • Für x → ± ∞ existiert kein Grenzwert von f; daher existieren keine waagrechten Asymptoten.

    n negativ:
  • Für x → ± ∞ geht f (x) → 0. Daher ist die x-Achse waagrechte Asymptote.

2.

Symmetrie
n gerade:

Es gilt stets f (–x) = (–x)n = xn = f (x), so dass die Graphen von f in diesem Fall  symmetrisch zur y-Achse sind.

n ungerade:

Es gilt stets f (–x) = (–x)n = –xn = –f (x), so dass die Graphen von f in diesem Fall  symmetrisch zum Ursprung sind.


Tipps

  • Skizzieren Sie sich weitere Graphen von Potenzfunktionen.
    Überprüfen Sie die Ergebnisse mit dem GTR.  
  • Für negative n zerfällt der Graph in zwei Äste.
    Verbinden Sie also niemals diese Äste über die Polstelle hinüber.
  • Beachten Sie für die verschiedenen Exponenten auch das unterschiedliche  Monotonieverhalten der Graphen.
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