Ganzrationale Funktionen und ihr Verhalten im Unendlichen
Ganzrationale Funktionen haben die Form fx = anxn+an−1xn−1+...+a1x+a0, wobei Df=R und an=0 ist. Der Grad der Funktion ist n, und die reellen Zahlen an bis a0 sind die Koeffizienten. Ein anderes Wort für den Funktionsterm ist Polynom.
Das Verhalten im Unendlichen fu¨rx→∞undx→−∞ wird immer vom Term mit dem höchsten Exponenten bestimmt: anxn. Das liegt daran, dass für sehr große x-Werte die niedrigeren Potenzen kaum noch Einfluss haben, wie man am Beispiel fx = -4x⁴ + 3x² + 2x + 1 sehen kann. Teilt man durch x⁴, gehen alle anderen Terme für große x-Werte gegen 0.
Es gibt vier Fälle für das Grenzverhalten ganzrationaler Funktionen, die vom Grad n und dem Vorzeichen des führenden Koeffizienten an abhängen:
- Fall 1: n gerade, an > 0 → f(x) → ∞ für x → ±∞
- Fall 2: n gerade, an < 0 → fx → -∞ für x → ±∞
- Fall 3: n ungerade, an > 0 → fx → ∞ für x → ∞ und fx → -∞ für x → -∞
- Fall 4: n ungerade, an < 0 → fx → -∞ für x → ∞ und fx → ∞ für x → -∞
Aha-Moment: Bei ganzrationalen Funktionen 2. Grades Parabeln zeigen beide Enden nach oben wenn $a_2$ positiv ist oder nach unten wenn $a_2$ negativ ist. Bei ganzrationalen Funktionen 3. Grades zeigt ein Ende nach oben und das andere nach unten!