Grenzwerte von Funktionen für x gegen einen bestimmten Wert

In diesem Abschnitt wird die Berechnung von Grenzwerten für Funktionen behandelt, bei denen x sich einem bestimmten Wert nähert. Es werden verschiedene Methoden zur Grenzwertberechnung vorgestellt und anhand von Beispielen erläutert.

Die Testeinsetzungsmethode wird am Beispiel der Funktion f(x) = (x² - 4) / (x - 2) demonstriert. Da die Funktion an der Stelle x = 2 nicht definiert ist, werden linksseitige und rechtsseitige Grenzwerte untersucht.

Beispiel: Für f(x) = (x² - 4) / (x - 2) ergibt sich: x = 1,9 → f(1,9) ≈ 3,9 x = 1,99 → f(1,99) ≈ 3,99 x = 2,1 → f(2,1) ≈ 4,1 x = 2,01 → f(2,01) ≈ 4,01

Die Termumformungsmethode wird ebenfalls anhand der Funktion f(x) = (x² - 4) / (x - 2) erklärt. Hier wird der Grenzwert durch algebraische Umformung und Vereinfachung des Terms berechnet.

Highlight: Bei der Termumformungsmethode wird der Ausdruck so umgeformt, dass eine Kürzung möglich ist und der Grenzwert leichter bestimmt werden kann.

Der Grenzwert lim(x→2) (x² - 4) / (x - 2) wird schrittweise berechnet:

1. Umformung: lim(x→2) ((x - 2)(x + 2)) / (x - 2)
2. Kürzung: lim(x→2) (x + 2)
3. Einsetzen: 2 + 2 = 4

Vocabulary: Linksseitiger und rechtsseitiger Grenzwert - Grenzwerte, die sich ergeben, wenn man sich der kritischen Stelle von links bzw. rechts nähert.

Die H-Methode zur Grenzwertberechnung

Dieser Abschnitt behandelt die H-Methode, eine fortgeschrittene Technik zur Grenzwertberechnung. Diese Methode ist besonders nützlich bei komplexeren Funktionen oder wenn andere Methoden nicht anwendbar sind.

Definition: Die H-Methode ist eine Technik zur Grenzwertberechnung, bei der die Variable x durch x₀ + h ersetzt wird, wobei x₀ der Wert ist, gegen den x strebt, und h eine kleine Größe darstellt.

Die H-Methode wird am Beispiel des Grenzwerts lim(x→2) (x² - 4) / (x - 2) demonstriert. Hierbei wird x durch 2 + h ersetzt und der Grenzübergang h → 0 durchgeführt.

Beispiel: Für lim(x→2) (x² - 4) / (x - 2) ergibt sich mit der H-Methode:

1. Ersetzen von x durch 2 + h
2. Umformen zu lim(h→0) ((2 + h)² - 4) / h
3. Vereinfachen zu lim(h→0) (4 + 4h + h² - 4) / h
4. Kürzen zu lim(h→0) (4h + h²) / h
5. Vereinfachen zu lim(h→0) (4 + h) = 4

Highlight: Die H-Methode ist besonders nützlich, wenn der zu berechnende Grenzwert in der Form 0/0 auftritt, was auf eine Unbestimmtheit hindeutet.

Die H-Methode ermöglicht es, komplexe Grenzwerte zu berechnen, indem sie die Funktion in der Nähe des kritischen Punktes linearisiert. Dies macht sie zu einem wertvollen Werkzeug in der Analysis, insbesondere bei der Untersuchung von Differenzierbarkeit und der Berechnung von Ableitungen.

Vocabulary: Differenzierbarkeit - Eine Eigenschaft von Funktionen, die besagt, dass die Funktion an einer bestimmten Stelle eine Tangente besitzt und somit lokal durch eine lineare Funktion approximiert werden kann.