Klassenarbeit Funktionen - Die Aufgaben

Du siehst hier eine typische Mathe-Klassenarbeit über quadratische Funktionen aus der 10. Klasse. Die Arbeit deckt alle wichtigen Bereiche ab, die du für deine nächsten Tests brauchst.

Aufgabe 1 testet dein Verständnis von Parabeln - du musst verschiedene Aussagen über f$x$ = -0,5x² prüfen. Hier geht's um Öffnungsrichtung, Stauchung und Punktproben.

Aufgabe 2 fordert dich auf, Nullstellen von zwei verschiedenen Funktionen zu finden. Eine ist in Normalform, die andere bereits faktorisiert - perfekt, um beide Methoden zu üben.

Die weiteren Aufgaben behandeln die p-q-Formel, Symmetrieverhalten und das Skizzieren von Graphen. Alles Themen, die garantiert in deiner nächsten Arbeit drankommen!

Tipp: Achte darauf, dass bei dieser Arbeit keine Hilfsmittel erlaubt waren - übe also das Kopfrechnen!

Parabeln richtig analysieren

Punktproben sind dein bester Freund beim Überprüfen von Aussagen. Setz einfach die x-Koordinate in die Funktion ein und schau, ob das richtige y rauskommt.

Bei f$x$ = -0,5x² erkennst du sofort wichtige Eigenschaften: Das negative Vorzeichen bedeutet, die Parabel öffnet sich nach unten. Der Faktor 0,5 (kleiner als 1) staucht die Parabel, macht sie also "breiter" als die Normalparabel.

Spiegelungen funktionieren so: Ein Minus vor der ganzen Funktion spiegelt an der x-Achse. Deshalb entsteht f$x$ = -0,5x² durch Spiegelung von h$x$ = 0,5x² an der x-Achse.

Merksatz: Ist der Faktor vor x² negativ, öffnet sich die Parabel nach unten - dann sind fast alle y-Werte negativ (außer dem Scheitelpunkt bei y = 0)!

Nullstellen finden - zwei Methoden

Methode 1: p-q-Formel bei f$x$ = x² - 6x - 7. Du teilst durch den Faktor vor x² (hier: 1), dann ist p = -6 und q = -7. Einsetzen in die Formel gibt dir x₁ = 7 und x₂ = -1.

Methode 2: Faktorisierte Form bei g$x$ = x + 5$$x - 3. Hier kannst du die Nullstellen direkt ablesen: x₁ = -5 und x₂ = 3. Viel schneller und weniger Rechenarbeit!

Die Nullstellen sind immer die x-Werte, wo der Graph die x-Achse schneidet. Schreib sie als Koordinaten auf: $-5|0$ und (3|0).

Insider-Tipp: Wenn du eine Funktion in faktorisierter Form siehst, kannst du dir die p-q-Formel sparen - die Nullstellen stehen praktisch schon da!

Die p-q-Formel und ihre Fallstricke

Bei f$x$ = x² + 2x + q entscheidet der Parameter q über die Anzahl der Lösungen. Das liegt an der Diskriminante unter der Wurzel.

Keine Lösung gibt's, wenn q > 1 ist. Dann wird der Ausdruck unter der Wurzel negativ - und aus negativen Zahlen kannst du keine Wurzel ziehen.

Eine Lösung bekommst du bei q = 1. Die Diskriminante wird null, die Parabel berührt die x-Achse nur an einem Punkt.

Zwei Lösungen entstehen, wenn q < 1 ist. Die Diskriminante ist positiv, du kannst problemlos die Wurzel ziehen und bekommst zwei verschiedene x-Werte.

Eselsbrücke: Je kleiner q wird, desto mehr Lösungen gibt's - die Parabel rutscht nach unten und schneidet öfter die x-Achse!

Symmetrien erkennen - einfacher als gedacht

Achsensymmetrie zur y-Achse liegt vor, wenn f$-x$ = f$x$ ist. Das passiert nur bei geraden Exponenten - deshalb sind reine Parabeln immer achsensymmetrisch.

Bei f$x$ = 2x⁴ + 3x² - 1 ersetzt du x durch -x: f$-x$ = 2$-x$⁴ + 3$-x$² - 1 = 2x⁴ + 3x² - 1. Das ist dasselbe wie f$x$ - also achsensymmetrisch!

Punktsymmetrie zum Ursprung findest du, wenn f$-x$ = -f$x$ gilt. Das passiert bei ungeraden Exponenten ohne Verschiebung.

g$x$ = 4$x-2$² ist verschoben, deshalb weder punkt- noch achsensymmetrisch zur y-Achse. Die Symmetrieachse liegt bei x = 2.

Faustregel: Nur gerade Exponenten ohne Verschiebung = achsensymmetrisch. Nur ungerade Exponenten ohne Verschiebung = punktsymmetrisch.

Graphen skizzieren - Schritt für Schritt

Grundfunktionen solltest du auswendig können: f$x$ = x² ist die Normalparabel, f$x$ = x³ die kubische Funktion. Die brauchst du als Ausgangspunkt für alle Transformationen.

Verschiebungen erkennst du direkt: h$x$ = $x-2$³ ist die kubische Funktion um 2 Einheiten nach rechts verschoben. Der Wendepunkt liegt jetzt bei (2|0) statt bei (0|0).

Spiegelungen machst du mit dem Minuszeichen: k$x$ = -x³ ist die gespiegelte kubische Funktion. Wo die normale Funktion nach oben geht, geht diese nach unten.

Beim Skizzieren reicht es, wenn du die wichtigsten Punkte markierst: Nullstellen, Scheitelpunkt (bei Parabeln) oder Wendepunkt (bei kubischen Funktionen).

Profi-Tipp: Zeichne immer erst die Grundfunktion dünn vor, dann die transformierte Funktion dick darüber - so machst du keine Fehler!