Was bedeutet es, wenn "f(x) für x → ∞ gegen c konvergiert" in der Mathematik?

Wenn f(x) für x → ∞ gegen c konvergiert, so bedeutet dies, dass |f(x) − c| kleiner als jede noch so winzige positive Zahl ε ist - wenn x nur groß genug gewählt wird.

Wie groß x dafür sein muss, ermittelt man mit Hilfe der Ungleichung

|f(x) − c| < ε

Beispiel
f(x)
=
2
x
+
1
4
Ermittle den Grenzwert c für 
x
 
 
 und ermittle das maximale Intervall ]?;∞[, in dem sich f(x) und c um weniger als 0,05 unterscheiden.

  • Grenzwert ermitteln
lim
x
 
 
 
2
x
+
1
4
=
4
Erläuterung: wenn der Nenner des Bruchterms immer größer wird, strebt der Wert des Bruchterms gegen 0.
Der ermittelte Grenzwert entspricht der horizontalen Asymptote mit der Gleichung 
y
=
4
 (siehe Skizze).

  • Graphische Interpretation
"f(x) und 
4
 unterscheiden sich um weniger als 0,05" kann auch so ausgedrückt werden:
f(x)
4
 
<
 
0,05
Graphisch interpretiert:
G
f
 befindet sich innerhalb des 
2
·
0,05
=
0,1
 breiten Streifens mit Symmetrieachse 
y
=
4
 (siehe Skizze).
graphik

  • Eintauchstelle ermitteln
Gesucht ist die in der Skizze mit "?" markierte Stelle, an der 
G
f
 für immer in den 0,1 breiten Streifen mit Symmetrieachse 
y
=
4
 eintaucht.
f(x)
=
4
+
0,05
2
x
+
1
4
=
4
+
0,05
+
4
2
x
+
1
=
5
100
X
2
·
100
=
5
·
x
+
1
200
=
5x
+
5
5
195
=
5x
:
5
x
=
39
Für 
x
 
>
 
39
 befindet sich 
G
f
 im Inneren des entsprechenden Streifens.
Siehe auch

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