• Chapter 1 Studifinder - 1.5  Elementare Funktionen - Eigenschaften von Funktionen

      Aufgaben

      Datum Sep 28, 2026
      orca_elmtfkt_fkteigenschaften_
      Eigenschaften von Funktionen
      5
      4
      Eine Reihe von Aufgaben zu Maxima und Minima sind im Kurs Differentialrechnung enthalten.
      Aufgabe 2
      Was gilt für die Funktion f:ℝ→ℝ mit f(x)=3x-18?
      Sie ist weder monoton steigend noch monoton fallend.
      Sie ist monoton steigend.
      Sie ist streng monoton steigend.
      Sie ist monoton fallend.
      Sie ist streng monoton fallend.
      Kontrolle
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      5_lv_plot_kurvendisk_A1.png
      Der Graph der Funktion f:ℝ→ℝ mit f(x)=3x-18 ist eine Gerade mit positiver Steigung m=3 und Achsenabschnitt bei f(0)=-18.
      Sie ist daher anschaulich gesehen streng monoton steigend. Streng monoton steigend beinhaltet laut Definition immer auch monoton steigend.
      Rechnerisch gilt für x1 < x2 :
      f( x2 )-f( x1 ) = 3 x2 -18-(3 x1 -18) = 3·( x2 - x1 )>0


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      Video 7
      In diesem Video wird die Monotonie einer Funktion anhand der Definition der Monotonie nachgewiesen.
      Aufgabe 3
      Nutzen Sie Ihr Wissen über quadratische Funktionen, um zur Funktion f:ℝ→ℝ mit f(x)=-0,9·(x-4 )2 +1 eine Kurvendiskussion zu erstellen, die folgende Punkte beinhaltet:
      • Schnittpunkte mit den Achsen des Koordinatensystems
      • Symmetrien bezüglich des Koordinatensystems
      • Monotonie
      • Lokale und globale Extrema
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      • Schnittpunkte mit den Achsen des Koordinatensystems:
        Schnittpunkt mit der y-Achse:
        f(0) = -0,9·(0-4 )2 +1 = -0,9·16+1 = -13,4,

        der Schnittpunkt mit der y-Achse lautet also (0;13,4).
        Schnittpunkte mit der x-Achse:
        f(x)=-0,9·(x-4 )2 +1 = 0 -0,9·(x-4 )2 = -1 (x-4 )2 = 10 9 x-4 = ± 10 9 x = ± 10 9 +4.

        Es ergeben sich also zwei Nullstellen mit der x-Achse: x1 = 10 9 +4≈5,054 und x2 =- 10 9 +4≈2,946.
        Die Schnittpunkte sind also (0;-13.4), (5,054;0) und (2,946;0).
      • Symmetrien zu den Koordinatenachsen:
        Man kann leicht nachrechnen, dass weder f(-x) noch -f(-x) das gleiche ergibt wie f(x), indem man die Klammer auflöst und vergleicht:
        f(x) = -0,9·(x-4 )2 +1 = -0,9·( x2 -8x+16)+1 = -0,9 x2 +7,2x-13,4 f(-x) = -0,9·(-x-4 )2 +1 = -0,9· ((-1)·(x+4))2 +1 = -0,9·(-1 )2 ·(x+4 )2 +1 = -0,9·( x2 +8x+16)+1 = -0,9 x2 -7,2x-13,4 -f(-x) = (-1)·(-0,9 x2 -7,2x-13,4) = 0,9 x2 +7,2x+13,4

        Man findet also weder eine Symmetrie zur y-Achse noch zum Ursprung des Koordinatensystems. Dass keine Symmetrie zur y-Achse vorliegt, kann man auch direkt an der Scheitelpunktform der Parabelgleichung ablesen: Der Term (x-4) führt dazu, dass der Scheitelpunkt bei x=4 liegt, also nicht auf der y-Achse. Punktsymmetrisch sind Parabeln ebenfalls nicht.
      • Monotonie
        An der Scheitelpunktform der Parabelgleichung f(x)=-0,9·(x-4 )2 +1 kann man einiges ablesen: Der Scheitelpunkt liegt bei (4,1), die Parabel ist leicht gestaucht (zu erkennen am Vorfaktor -0,9) und nach unten geöffnet (zu erkennen am Vorzeichen des Vorfaktors: -0,9).
        Die Funktion f(x) ist daher bis zum Scheitelpunkt, also auf dem Intervall ]-∞,4[, streng monoton steigend (aufgrund ihrer Öffnung nach unten) und ab dem Scheitelpunkt, also auf dem Intervall ]4,∞[, streng monoton fallend.
      • Lokale und globale Extrema
        Wie schon erwähnt, kann man den Scheitelpunkt direkt ablesen als (4;1). Da die Parabel nach unten geöffnet ist, handelt es sich hierbei um ein globales Maximum.
        Globale oder lokale Minima besitzt die Parabel nicht, da sie auf ganz ℝ definiert ist und ihre Funktionswerte immer weiter sinken, wenn x gegen ±∞ strebt.
      5_lv_plot_kurvendisk_A2.png

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