Ein zweiter Satz gemischter Aufgaben zu allen Themen des 1. Semesters – mit anderen Funktionen und einer Wahr/Falsch-Aufgabe zu allen Themen. Arbeiten Sie ohne Taschenrechner und ohne Zeitdruck. Die Auswertung am Ende zeigt Ihren Stand für jedes Thema.
1 Hinweise
So arbeiten Sie mit dem Aufgabensatz
Ohne Taschenrechner: Alle Ergebnisse lassen sich von Hand berechnen. Geben Sie exakte Werte ein, Brüche mit Schrägstrich (-2/3).
Erst rechnen, dann prüfen: Rechnen Sie auf Papier oder in den Notizen und tragen Sie nur die Ergebnisse ein. Öffnen Sie die Lösung erst nach einem eigenen Versuch.
Einzelaufgaben (Aufgaben 1 bis 6) üben jeweils ein Thema. Themenübergreifende Aufgaben (Aufgaben 7 bis 9) verbinden mehrere Themen – wie in der Klausur.
Bei der Wahr/Falsch-Aufgabe zählt in der Klausur die Begründung. Formulieren Sie sie in den Notizen und vergleichen Sie mit der Lösung.
Themen dieses Aufgabensatzes
Thema
Aufgaben
Ganzrationale Funktionen (Grad, Absolutglied)
7, 9
Nullstellen von Funktionen (Ausklammern, --Formel)
Zu den ersten drei Themen gibt es noch keine eigene Seite im Lernpfad. Nutzen Sie zum Wiederholen Ihre Unterlagen aus dem Unterricht. Die Operatoren der Klausur finden Sie in Aufgabensatz 1.
2 Einzelaufgaben
Jede Aufgabe übt ein Thema. Die Teilaufgaben werden von a) nach f) schwieriger. Grün heißt richtig, Gelb: der Wert stimmt, die Form noch nicht, Rot: noch nicht richtig.
Aufgabe 1 Nullstellen berechnen
Einzelaufgabe
Thema: Nullstellen von Funktionen
Berechnen Sie alle Nullstellen von . Tragen Sie sie der Größe nach ein: .
,
,
Anzahl der Nullstellen: , Nullstelle:
,
, ,
mit hat genau eine Nullstelle.
, Nullstelle:
Kein Absolutglied – ausklammern: . Satz vom Nullprodukt: oder .
--Formel für : . Mit , : , also , .
Mit , : . Der Radikand ist null: genau eine (doppelte) Nullstelle . Man erkennt auch die binomische Formel: .
Zuerst durch teilen: . Mit , : , also , .
: oder . Mit , : , also und . Der Größe nach: .
Allgemein: Genau eine Nullstelle gibt es, wenn der Radikand null ist: . Hier: . Wegen : . Nullstelle ; Kontrolle: .
Aufgabe 2 Verhalten im Unendlichen
Einzelaufgabe
Thema: Verhalten im Unendlichen
Untersuchen Sie das Verhalten von für und . Geben Sie bei gebrochen-rationalen Funktionen die Gleichung der waagerechten Asymptote an.
Für gilt ,
für gilt .
Für gilt ,
für gilt .
Für gilt ,
für gilt .
Waagerechte Asymptote:
Waagerechte Asymptote:
hat die waagerechte Asymptote .
Welche Funktion hat die waagerechte Asymptote ?
Allgemein: Für bestimmt der Summand mit der höchsten Potenz das Verhalten. Hier : gerader Exponent, negativer Faktor. Also für und für .
Höchste Potenz: . Ungerader Exponent, negativer Faktor: für , für .
Höchste Potenz aus den höchsten Potenzen der Faktoren: . Ungerader Exponent, positiver Faktor: für , für .
Allgemein: Ist Zählergrad = Nennergrad, so ist die waagerechte Asymptote , wobei und die Faktoren vor den höchsten Potenzen in Zähler und Nenner sind. Hier Grad : .
Grad . Zähler nach Potenzen ordnen: , also ; Nenner: . .
: Zählergrad < Nennergrad , also : Asymptote . Für braucht man Zählergrad = Nennergrad und den Quotienten : mit . Die anderen: hat keine waagerechte Asymptote (Zählergrad > Nennergrad), hat , hat .
Untersuchen Sie den Graphen von auf Symmetrie zur -Achse und zum Ursprung. Formen Sie den Term, falls nötig, zuerst um.
→
→
→
→
→
Der Graph von ist für punktsymmetrisch zum Ursprung.
Exponenten und , beide gerade: achsensymmetrisch zur -Achse.
Exponenten und sind ungerade, das Absolutglied hat aber den geraden Exponenten : keine der beiden Symmetrien. Gegenbeispiel: , ein punktsymmetrischer Graph müsste durch den Ursprung gehen.
Ausmultiplizieren: . Nur ungerade Exponenten: punktsymmetrisch zum Ursprung.
. Nur gerade Exponenten: achsensymmetrisch zur -Achse.
ist symmetrisch zu . : punktsymmetrisch zum Ursprung.
Punktsymmetrie verlangt nur ungerade Exponenten. Der Summand muss also wegfallen: . Dann .
Beschreiben Sie, wie der Graph von aus dem Graphen von hervorgeht, bzw. bestimmen Sie den gesuchten Term oder Parameter. Die Faktoren sind positiv einzutragen.
: Verschiebung um
: mit dem Faktor
,
Scheitelpunkt von : , Parabel geöffnet
Der Graph von wird um 3 nach links und um 2 nach oben verschoben.
Polstelle von : , waagerechte Asymptote:
, :
größere Nullstelle von : , Scheitelpunkt
mit hat den Scheitelpunkt .
, ,
: Verschiebung um 5 nach rechts.
, Faktor : Stauchung in -Richtung mit dem Faktor . Alle -Koordinaten werden durch 3 geteilt.
: Spiegelung an der -Achse (Parabel nach unten geöffnet), Verschiebung um 2 nach links und um 3 nach oben. .
Allgemein: mit (links) und (oben): . Die senkrechte Asymptote von wandert nach , die waagerechte Asymptote nach .
Streckung in -Richtung mit dem Faktor 3: Die -Koordinaten werden verdreifacht, Punkte auf der -Achse bleiben. Nullstellen von wie bei : . Scheitelpunkt: wird zu .
Der Scheitelpunkt von wird um nach rechts und nach oben verschoben: , . , .
Höchste Potenz : Grad . Es gibt keinen Summanden ohne : Absolutglied , der Graph geht durch den Ursprung.
Nur ungerade Exponenten ( und ): punktsymmetrisch zum Ursprung. Nachweis: .
Ausklammern: . Satz vom Nullprodukt: oder .
Höchste Potenz : ungerader Exponent, negativer Faktor. für , für .
Verschiebung um 3 nach oben. Der Graph von ist punktsymmetrisch zum Punkt , aber nicht zum Ursprung und nicht zur -Achse. Gegenbeispiel: und – weder gleich noch Gegenzahlen. : .
: Stauchung in -Richtung mit dem Faktor . Punkte auf der -Achse bleiben: Nullstellen von wie bei , die größte ist .
Entscheiden Sie, ob die Aussage wahr oder falsch ist. Begründen Sie Ihre Entscheidung in Ihren Notizen – bei falschen Aussagen mit einem Gegenbeispiel – und vergleichen Sie mit der Lösung.
Die Funktion hat den Grad 6.
Eine ganzrationale Funktion vom Grad 3 hat immer genau drei Nullstellen.
Ist bei einer gebrochen-rationalen Funktion der Zählergrad kleiner als der Nennergrad, so ist die -Achse waagerechte Asymptote.
Ist der Graph von punktsymmetrisch zum Ursprung und , so gilt .
Gilt , so ist auf streng monoton steigend.
Die Graphen von und sind für jede Funktion gleich.
falsch. Die höchste Potenz entsteht aus : Grad . Die Grade der Faktoren werden addiert, nicht multipliziert.
falsch. Eine Funktion vom Grad 3 hat höchstens drei Nullstellen. Gegenbeispiel: hat nur die Nullstelle , weil keine Lösung hat.
wahr. Für wächst der Nenner schneller als der Zähler, also . Die Asymptote ist , die -Achse.
wahr. Punktsymmetrie bedeutet . Für : , also und . Der Graph geht durch den Ursprung.
falsch. Drei Funktionswerte können Monotonie nicht beweisen. Gegenbeispiel: mit , , . Aber : Zwischen und fällt .
falsch. ist um 2 nach rechts, um 2 nach unten verschoben. Gegenbeispiel: mit , aber .
4 Auswertung nach Themen
Die Tabelle zählt für jedes Thema die Teilaufgaben, die beim letzten Klick auf „Eingaben prüfen“ richtig waren. Sie wird bei jeder Prüfung aktualisiert.
Wiederholen: Lesen Sie die Lösungen der falschen Teilaufgaben genau. Arbeiten Sie danach das Thema im Lernpfad noch einmal durch (Link in der Tabelle), besonders den Abschnitt „Das Wichtigste“.
Vergleichen Sie mit Ihrer Auswertung in Aufgabensatz 1: Welche Themen sind sicherer geworden?
Ein Thema ist sicher, wenn alle Teilaufgaben richtig sind und Sie den Rechenweg erklären können.
Typische Fehler in Klausuren
Ist der Radikand in der --Formel null, gibt es eine Nullstelle, nicht zwei gleiche.
Bei der waagerechten Asymptote die Faktoren nehmen, die vorne stehen, statt die vor den höchsten Potenzen.
Das Absolutglied bei der Symmetrie übersehen: Es zählt als Summand mit geradem Exponenten.
Eine Definitionslücke für hebbar halten, nur weil der Zähler dort null ist – erst nach dem Kürzen entscheiden.
Verschiebung in -Richtung () und in -Richtung () verwechseln.
„Höchstens“ und „genau“ verwechseln: Grad heißt höchstens Nullstellen.