Kurvendiskussion - zusammengesetzte Funktionen, Matheübungen

Abiturähnliche Aufgaben. Zusammengesetzte Funktionen - Lehrplan für 12. Klasse

Löse die Aufgabe Schritt für Schritt.

  • Gegeben ist die Funktion f mit 
    f
     
    x
    =
    e
    2x
    3x
    −
    1
    .
    a) Gib die maximale Definitionsmenge von f an.
    b) Untersuche das Verhalten von f an den Rändern des Definitionsbereichs.
    c) Gib sämtliche Schnittpunkte von 
    G
    f
     mit den Achsen des Koordinatensystems an.
    d) Bestimme das Monotonieverhalten von f.
    e) Gib alle relativen Hoch- und Tiefpunkte von 
    G
    f
     an.
    f) Skizziere 
    G
    f
     unter Einbezug aller bisherigen Ergebnisse und gib die Wertemenge von f an.
    Schritt 1/10
    Zu a)
    D
    max
    =
    ℝ+
        
    ℝ
        
    ℝ \ {
    1
    3
    }
        
    ℝ \ {
    0
    }
    Notizfeld
    Notizfeld
    Tastatur
    Tastatur für Sonderzeichen
    Kein Textfeld ausgewählt! Bitte in das Textfeld klicken, in das die Zeichen eingegeben werden sollen.
keine Berechtigung
Beispiel
f
t
 
x
=
e
x
3
−
x
+
t
Bestimme den Parameterwert t so, dass die Tangente an 
G
t
 im Punkt (1 | ?) die Steigung 
1
4
 hat.
Beispiel 1
Gegeben ist die für x∈ℝ definierte Funktion f mit 
f
 
x
=
2
−
3x
·
e
−
x
.
a) Wie verhält sich die Funktion im Unendlichen?
b) Gib alle Nullstellen an.
c) Bestimme alle relativen Hoch- und Tiefpunkte.
d) Berechne f(-0,5), f(0) und f(4) und zeichne 
G
f
 auf der Grundlage aller bisherigen Ergebnisse im Intervall 
−
0,5
 
≤
 
x
 
≤
 
4
.
e) Die Tangente an 
G
f
 an der Stelle 
x
=
0
 bildet mit den Koordinatenachsen ein Dreieck. Bestimme dessen Fläche.
Beispiel 2
Gegeben ist die Schar von Funktionen 
f
k
 mit  
f
k
 
x
=
x
·
e
1
−
x
k
,  Definitionsmenge 
D
f
 
=
 
ℝ
 und 
k
 
∈
 
ℝ
+
. Der Graph von 
f
k
 wird mit 
G
k
 bezeichnet.
a) Gib die Nullstellen und das Verhalten von 
f
k
 für x→±∞ an.
b) Bestimme Lage und Art des Extrempunkts von 
G
k
 in Abhängigkeit von k.
c) Begründe, dass die Extrempunkte aller Graphen der Schar auf einer Halbgerade liegen, und beschreibe die Lage dieser Halbgerade im Koordinatensystem.
d) Weise nach, dass alle Graphen der Funktionenschar im Ursprung die gleiche Tangente besitzen, und gib eine Gleichung dieser Tangente an.
e) Bestimme den Wert für 
k
 so, dass 
G
k
 durch den Punkt 
6
 
|
 
6
e
2
 verläuft, und zeichne den Graphen der zugehörigen Scharfunktion unter Berücksichtigung der bisherigen Ergebnisse.