Symmetrie bei ganzrationalen Funktionen
Achsensymmetrie erkennst du sofort daran, dass eine Funktion nur gerade Exponenten hat. Der Graph ist dann symmetrisch zur y-Achse – wie ein Spiegel!
Den mathematischen Nachweis führst du mit f(x) = f−x durch. Bei f(x) = 2x⁴ + x² - 1 siehst du: f−x = 2−x⁴ + −x² - 1 = 2x⁴ + x² - 1 = f(x). Perfekt symmetrisch!
Punktsymmetrie findest du bei Funktionen mit nur ungeraden Exponenten. Diese Funktionen sind symmetrisch zum Koordinatenursprung (0|0). Der Nachweis läuft über f(x) = -f−x.
Bei f(x) = 3x³ + 2x gilt: -f−x = -3(−x)3+2(−x) = -−3x3−2x = 3x³ + 2x = f(x). Das zeigt die Punktsymmetrie eindeutig.
Keine Symmetrie liegt vor, wenn eine Funktion sowohl gerade als auch ungerade Exponenten enthält. Bei f(x) = x⁴ + 2x³ - x + 1 ist das der Fall – hier funktioniert weder Achsen- noch Punktsymmetrie.
Merktipp: Gerade Exponenten → Achsensymmetrie, ungerade Exponenten → Punktsymmetrie, gemischt → keine Symmetrie!