Funktionenschar, Matheaufgaben

Eigenschaften von Funktionenscharen in Abhängigkeit vom Scharparameter

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Überprüfe rechnerisch, ob ALLE Funktionsgraphen der Schar durch die vorgegebenen Punkte gehen. Kreuze jeden Punkt an, auf den dies zutrifft (evtl. auch keinen).

f
a

x

=
−
a

x
3

+
3a
2

x
2

+
4ax
−
12a
2

P(-2|0)

Q(1|4)

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Ganzrationale Funktionenschar vom Grad 3, Parameterbestimmungen

Kanal: Mathegym

Was ist eine Ortskurve und wie bestimmt man ihre Gleichung?

#691

Eine Kurve, auf der alle Punkte einer Funktionenschar liegen, die eine bestimmte Eigenschaft erfüllen, wird als Ortskurve bezeichnet.

Sind die Koordinaten der betrachteten Punkte (z.B. Hoch- oder Tiefpunkte) in Abhängigkeit von einem Parameter a gegeben, erhält man die Gleichung der Ortskurve in zwei Schritten:

Auflösen der x-Koordinatengleichung nach a
Einsetzen in die y-Koordinatengleichung

Beispiel

Bestimme die Ortskurve der Scheitelpunkte der Funktionenscharen

a und

−

Wie bestimmt man den Parameterwert k für den Graphen einer Funktionenschar?

#1205

Zu jedem Einzelgraphen einer Funktionenschar f_k lässt sich der passende Parameterwert von k ermitteln, indem man einen gut ablesbaren Punkt auf dem Graphen in die Funktionsgleichung einsetzt und diese nach k auflöst.

Was ist eine Funktionenschar und wie berechnet man sie?

#690

Eine Funktionenschar ist gegeben durch eine Funktionsgleichung mit (mindestens) einem Parameter. Jeder Parameterwert liefert eine spezielle Funktion. Insofern ist durch die Gleichung der Funktionenschar eine Menge an Kurven gegeben.

Mit der Funktionsgleichung der Schar kann man rechnen wie mit einer Funktionsgleichung ohne Parameter (Punkt-Koordinaten einsetzen, ableiten, ...). Der Parameter wird dabei behandelt wie eine Zahl.

Beispiel 1

Bestimme alle Extremstellen der Funktionenschar f

−

in Abhängigkeit vom Scharparameter a (a>0)

Beispiel 2

Beschreibe die Funktionenscharen f

b und g

Wie bestimmt man den Funktionsterm einer Polynomfunktion n-ten Grades anhand gegebener Grapheneigenschaften?

#681

Eine ganzrationale Funktion n-ten Grades besitzt n+1 Unbekannte. Zur eindeutigen Bestimmung der Funktionsgleichung wird ein Gleichungssystem benötigt, das n+1 Gleichungen enthält.

Vorgehensweise, um die Funktionsgleichung zu bestimmen:

Schreibe die allgemeine Funktionsgleichung mit ihren Ableitungen auf.
"Übersetze" alle gegebenen Eigenschaften in mathematische Gleichungen.
Stelle das Gleichungssystem auf, indem du die Koordinaten in die gefundenen Gleichungen einsetzt.
Löse das Gleichungssystem
Setze die gefundene Lösung in die Funktionsgleichung ein

Beispiel

Eine Funktion 2. Grades hat einen Tiefpunkt bei (0|1) und geht durch den Punkt P(2|9).

f(x)

Wie bestimmt man die Funktionsgleichung einer Tangentenschar zu einem Funktionsgraphen?

#1206

Die Schar aller Tangenten an einen Funktionsgraphen im Punkt (a|f(a)) kann durch eine Funktionsgeichung angegeben werden. Zur Ermittlung dieser Funktionsgleichung geht man genauso vor wie bei einer einzelnen Tangente. Der einzige Unterschied besteht darin, dass man mit allgemeinen Koordinaten a und f(a) rechnen muss statt mit festen Werten.

Beispiel