Monotonie und Symmetrie von Funktionen
Dieses Kapitel behandelt zwei wichtige Eigenschaften von Funktionen Monotonie und Symmetrie. Diese Konzepte sind fundamental für das Verständnis des Verhaltens von Funktionen und ihre grafische Darstellung.
Monotonie von Funktionen
Monotonie beschreibt, wie sich eine Funktion in Bezug auf ihre Steigung verhält.
Definition Eine Funktion ist monoton steigend, wenn für alle x₁ < x₂ gilt f(x₁) ≤ f(x₂). Sie ist streng monoton steigend, wenn f(x₁) < f(x₂).
Example Eine monoton steigende Funktion wird grafisch dargestellt, wobei f(x₂) größer ist als f(x₁) für x₂ > x₁.
Definition Eine Funktion ist monoton fallend, wenn für alle x₁ < x₂ gilt f(x₁) ≥ f(x₂). Sie ist streng monoton fallend, wenn f(x₁) > f(x₂).
Example Eine monoton fallende Funktion wird grafisch gezeigt, wobei f(x₂) kleiner ist als f(x₁) für x₂ > x₁.
Highlight Die Monotonie einer Funktion gibt Aufschluss über ihr Steigungsverhalten und ist wichtig für die Analyse von linearen und quadratischen Funktionen.
Symmetrie von Funktionen
Symmetrie bezieht sich auf die spiegelbildlichen Eigenschaften einer Funktion.
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Achsensymmetrie zur y-Achse
Definition Eine Funktion ist achsensymmetrisch zur y-Achse, wenn f−x = f(x) für alle x gilt.
Vocabulary Solche Funktionen werden auch als gerade Funktionen bezeichnet.
Example fx = x² - 1.5 ist eine achsensymmetrische Funktion, da f−x = −x² - 1.5 = x² - 1.5 = f(x).
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Punktsymmetrie zum Koordinatenursprung
Definition Eine Funktion ist punktsymmetrisch zum Koordinatenursprung, wenn f−x = -f(x) für alle x gilt.
Vocabulary Diese Funktionen werden als ungerade Funktionen bezeichnet.
Example fx = ½x ist eine punktsymmetrische Funktion, da f−x = ½−x = -½x = -f(x).
Highlight Die Symmetrie von Funktionen ist besonders wichtig bei der Betrachtung von Funktionen mit geraden und ungeraden Exponenten.
Diese Konzepte der Monotonie und Symmetrie sind grundlegend für das Verständnis und die Analyse von Funktionen in der Mathematik. Sie helfen bei der Beantwortung von Fragen wie "Wann ist eine Funktion punktsymmetrisch zum Ursprung?" oder "In welchem Intervall ist f monoton steigend?" und sind essentiell für die grafische Darstellung und das tiefere Verständnis von Funktionsverläufen.