Vermischte Aufgaben Funktionsgleichungen aufstellen
1.
Gegeben sind die Schaubilder einiger ganzrationaler Funktionen. Bestimme einen möglichen Funktionsterm.
a)

b)
Hinweis:

c)
Hinweis:

d)

e)

f)

2.
Gegeben sind die Schaubilder einiger gebrochenrationaler Funktionen. Bestimme einen möglichen Funktionsterm.
a)

b)

c)

d)
Hinweis:

e)

f)

3.
Ordne jedem Funktionsterm ein Schaubild zu und begründe deine Entscheidung.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

4.
Gegeben sind die Schaubilder einiger trigonometrischer Funktionen.
a)
Interpretiere folgende Schaubilder als Sinuskurven und bestimme einen möglichen Funktionsterm.
(1)

(2)

(3)

(4)

b)
Interpretiere folgende Schaubilder als Cosinuskurven und bestimme einen möglichen Funktionsterm.
(1)

(2)

(3)

(4)

5.
Ordne jedem Funktionsterm ein Schaubild zu und begründe deine Entscheidung.
a)
b)
c)
d)
(1)

(2)

(3)

(4)

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1.
Funktionsgleichungen bestimmen
a)
Ansatz: Funktion 2. Grades mit
.
Aus dem Schaubild liest man z.B.
,
und
ab.
Einsetzen in
ergibt:
Setzt man
in (3a) ein,
so erhält man:
Setzt man
in (2a) ein, so erhält man:
Die Funktionsgleichung lautet damit:
.
b)
Ansatz: Funktion 3. Grades, punktsymmetrisch zum Ursprung (
nur ungerade Exponenten) mit
.
Aus dem Schaubild liest man z.B.
und
ab.
Einsetzen in
ergibt:
Setzt man
in (1a) ein, so erhält man:
Setzt man
in (2a) ein,
so erhält man:
Die Funktionsgleichung lautet damit:
.
Setzt man
c)
Ansatz: Funktion 4. Grades, achsensymmetrisch zur x-Achse (
nur gerade Exponenten) mit
.
Aus dem Schaubild liest man z.B.
,
und
ab.
Einsetzen in
ergibt:
Setzt man
in (3a) ein, so erhält man:
Setzt man
in (2a) ein, so erhält man:
Die Funktionsgleichung lautet damit:
.
Setzt man
d)
Ansatz: Funktion 4. Grades mit 4 Nullstellen (eine bei
,eine bei
und eine doppelte Nullstelle bei
) und der Faktorisierung
Damit erhält man:
Aus dem Schaubild liest man z.B.
ab.
Einsetzen in den Ansatz liefert:
Die Funktionsgleichung lautet damit:
.
Aus dem Schaubild liest man z.B.
Einsetzen in den Ansatz liefert:
Die Funktionsgleichung lautet damit:
e)
Ansatz: Funktion 3. Grades mit 3 Nullstellen (eine bei
, eine bei
und eine bei
) und der Faktorisierung
.
Damit erhält man:
Aus dem Schaubild liest man z.B.
ab.
Einsetzen in den Ansatz liefert:
Die Funktionsgleichung lautet damit:
.
Aus dem Schaubild liest man z.B.
Einsetzen in den Ansatz liefert:
Die Funktionsgleichung lautet damit:
f)
Ansatz: Funktion 2. Grades mit zwei Nullstellen (eine bei
und eine bei
) und der Faktorisierung
.
Damit erhält man:
Aus dem Schaubild liest man z.B.
ab.
Einsetzen in den Ansatz liefert:
Die Funktionsgleichung lautet damit:
.
Einsetzen in den Ansatz liefert:
2.
Funktionsgleichungen bestimmen
Prinzipiell braucht man bei solchen Aufgaben einen allgemeinen Ansatz. Mithilfe von Punkten, Polstellen und Asymptoten kann man dann die Funktionsgleichung näher bestimmen.
Der allgemeine Ansatz lautet
mit
falls ein VZW vorliegt und
falls kein VZW vorliegt.
Dabei beschreibt
die Verschiebung in
-Richtung und
die Verschiebung in
-Richtung. Die Werte von
und
müssen anhand von Polstellen und Asymptoten entsprechend bestimmt werden. Die Polstellen sind die Stellen, an denen der Nenner gleich Null ist. Eine Asymptote liegt vor, falls sich die Funktion für
einer Geraden (waagrechte oder schiefe Asymptote) annähert.
Der allgemeine Ansatz lautet
Dabei beschreibt
a)
Ansatz:
Polstelle bei
waagrechte Asymptote bei
.
Aus dem Schaubild liest man z.B.
ab. Einsetzen liefert:
Die Funktionsgleichung lautet damit:
b)
Ansatz:
(kein VZW)
Polstelle bei
waagrechte Asymptote bei
.
Aus dem Schaubild liest man z.B.
ab. Einsetzen liefert:
Die Funktionsgleichung lautet damit:
c)
Ansatz:
Polstelle bei
schiefe Asymptote mit
.
Aus dem Schaubild liest man z.B.
ab. Einsetzen liefert:
Die Funktionsgleichung lautet damit:
d)
Ansatz:
(zwei Polstellen)
1. Polstelle bei
2. Polstelle bei
schiefe Asymptote mit
.
Aus dem Schaubild liest man z.B.
ab. Einsetzen liefert:
Die Funktionsgleichung lautet damit:
e)
Ansatz:
(kein VZW)
Polstelle bei
schiefe Asymptote mit
.
Aus dem Schaubild liest man z.B.
ab. Einsetzen liefert:
Die Funktionsgleichung lautet damit:
f)
Ansatz:
(zwei Polstellen)
1. Polstelle bei
2. Polstelle bei
waagrechte Asymptote bei
.
Aus dem Schaubild liest man z.B.
ab. Einsetzen liefert:
Die Funktionsgleichung lautet damit:
3.
Funktionsgleichungen zuordnen
(5)
Begründung:
.
(4)
Begründung:
hat als einzige der sechs Funktionen eine Nullstelle bei
.
(6)
Begründung:
.
(3)
Begründung:
und (5) ist bereits zugeordnet.
(2)
Begründung:
und
hat eine Nullstelle bei
.
(1)
Begründung:
hat als einzige der sechs Funktionen eine Nullstelle bei
.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
4.
Funktionsgleichungen bestimmen
a)
Für diesen Typ von Aufgaben gibt es einen generellen Ansatz:
(
).
Dabei beschreibt
a die Streckung in
-Richtung,
b die Streckung in
-Richtung
Abstand zwischen zwei Extrema,
,
c die Verschiebung in
-Richtung,
d die Verschiebung in
-Richtung.
Für den Fall
beschreibt
die Streckung in
-Richtung und die gesamte Funktion ist mit
in
-Richtung verschoben.
(1) Verschiebung in
-Richtung:
.
Streckung in
-Richtung:
Hochpunkt liegt bei
, allerdings ist die Funktion um 1 nach unten verschoben. Daher ist
.
Streckung in
-Richtung:
Extrema liegen um
auseinander, daher ist
.
Verschiebung in
-Richtung:
keine,
.
Die Funktionsgleichung lautet damit:
.
(2) Verschiebung in
-Richtung:
keine,
.
Streckung in
-Richtung:
Tiefpunkt liegt bei
, daher ist
.
Streckung in
-Richtung:
Extrema liegen um
auseinander, daher ist
.
Verschiebung in
-Richtung:
Da an der Stelle
ein Tiefpunkt vorliegt, ist die Funktion um
in
-Richtung verschoben.
Die Funktionsgleichung lautet damit:
.
(3) Verschiebung in
-Richtung:
.
Streckung in
-Richtung:
Der Funktionswert des Maximums ist
. Da die Funktion aber um
nach oben verschoben ist, gilt
.
Streckung in
-Richtung:
Extrema liegen um
auseinander,
daher ist
.
Verschiebung in
-Richtung:
keine,
.
Die Funktionsgleichung lautet damit:
.
(4) Verschiebung in
-Richtung:
keine,
.
Streckung in
-Richtung:
Hochpunkt liegt bei
, daher ist
.
Streckung in
-Richtung:
Extrema liegen um
auseinander,
daher ist
.
Verschiebung in
-Richtung:
Da an der Stelle
ein Hochpunkt vorliegt ist die Funktion um
in
-Richtung verschoben.
Die Funktionsgleichung lautet damit:
.
b)
Für diesen Typ von Aufgaben gibt es einen generellen Ansatz:
(
).
Dabei beschreibt
a die Streckung in
-Richtung,
b die Streckung in
-Richtung
Abstand zwischen zwei Extrema,
,
c die Verschiebung in
-Richtung,
d die Verschiebung in
-Richtung.
Für den Fall
beschreibt
die Streckung in
-Richtung und die gesamte Funktion ist mit
in
-Richtung verschoben.
(1) Verschiebung in
-Richtung:
.
Streckung in
-Richtung:
Hochpunkt liegt bei
, da die Funktion jedoch um
nach unten verschoben ist, ist
.
Streckung in
-Richtung:
Extrema liegen um
auseinander,
daher ist
.
Verschiebung in
-Richtung:
keine,
.
Die Funktionsgleichung lautet damit:
.
(2) Verschiebung in
-Richtung:
keine,
.
Streckung in
-Richtung:
Hochpunkt liegt bei
, daher ist
.
Streckung in
-Richtung:
Extrema liegen um
auseinander,
daher ist
.
Verschiebung in
-Richtung:
.
Die Funktionsgleichung lautet damit:
.
(3) Verschiebung in
-Richtung:
.
Streckung in
-Richtung:
Hochpunkt liegt bei
, da die Funktion jedoch um 1 nach oben verschoben ist erhält man:
.
Streckung in
-Richtung:
Extrema liegen um
auseinander,
daher ist
.
Verschiebung in
-Richtung:
keine,
.
Die Funktionsgleichung lautet damit:
.
(4) Verschiebung in
-Richtung:
.
Streckung in
-Richtung:
Hochpunkt liegt bei
, da die Funktion jedoch um
nach oben verschoben ist erhält man:
.
Streckung in
-Richtung:
Extrema liegen um
auseinander,
daher ist
.
Verschiebung in
-Richtung:
keine,
.
Die Funktionsgleichung lautet damit:
.
5.
Funktionsgleichungen zuordnen
(3)
Begründung:
(1)
Begründung:
(4)
Begründung:
hat als einzige der vier Funktionen eine Nullstelle bei
.
(2)
Begründung:
a)
b)
c)
d)