Symmetrie und Verhalten ganzrationaler Funktionen
Symmetrie ist ein wichtiges Merkmal, um Funktionen zu analysieren und zu vereinfachen. Du erkennst sie so:
- Achsensymmetrisch zur y-Achse: f(x)=f(−x) - kommt bei geraden Exponenten vor
- Punktsymmetrisch zum Ursprung: f(x)=−f(−x) - typisch für ungerade Exponenten
Beispiele: f(x)=0,25x4−2x2 ist achsensymmetrisch (nur gerade Exponenten), während f(x)=−x3+3x punktsymmetrisch ist (nur ungerade Exponenten).
Der Globalverlauf einer ganzrationalen Funktion f(x)=anxn+an−1xn−1+...+a1x+a0 wird durch den Term mit dem höchsten Exponenten bestimmt:
- Für x→±∞ verhält sich die Funktion wie anxn
- In der Nähe von x=0 ist das Verhalten durch den kleinsten positiven Exponenten geprägt
🔑 Wichtig für Klausuren: Bei der Berechnung von Nullstellen hilft oft das Ausklammern oder die Substitution. Bei f(x)=x4−5x2+4 kannst du mit der Substitution z=x2 eine quadratische Gleichung lösen!
Bei Transformationen von Funktionen gilt allgemein g(x)=a⋅f(x−d)+e, wobei:
- Der Faktor a bewirkt eine Streckung ($|a|>1$) oder Stauchung ($0<|a|<1$)
- Bei a<0 wird die Funktion an der x-Achse gespiegelt
- d verschiebt die Funktion horizontal (nach rechts für $d>0$, nach links für $d<0$)
- e verschiebt die Funktion vertikal (nach oben für $e>0$, nach unten für $e<0$)
Das Verständnis dieser Transformationen hilft dir, komplexe Funktionen schneller zu zeichnen und zu interpretieren, ohne jedes Mal alle Punkte neu berechnen zu müssen.