Ganzrationale Funktionen und ihr Verhalten im Unendlichen
Dieser Abschnitt widmet sich den ganzrationalen Funktionen und ihrem Verhalten im Unendlichen, einem wichtigen Konzept in der höheren Mathematik.
Definition: Eine Funktion f der Form fx = an·x^n + ... + a1·x + a0 mit Df = ℝ heißt ganzrationale Funktion vom Grad n n∈N1,an=0.
Vocabulary: Die reellen Zahlen a0, a1, ..., an heißen Koeffizienten von f.
Ein zentraler Satz besagt, dass bei einer ganzrationalen Funktion f das Verhalten für x → ±∞ vom Summanden an·x^n bestimmt wird. Der Leitfaden unterscheidet vier Fälle basierend auf der Parität von n und dem Vorzeichen von an.
Beispiel: fx = 7x⁴ - 15x + 2 ist eine ganzrationale Funktion vom Grad vier mit Koeffizienten a4 = 7, a3 = 0, a2 = 0, a1 = -15, a0 = 2.
Anhand von Beispielfunktionen wie gx = 0,1x⁴ - 2x² + x, hx = -x³ + 6x und ix = 0,1x2−1x+1 wird das Verhalten im Unendlichen anschaulich demonstriert.
Highlight: Bei gx wird 0,1x⁴ betrachtet: Für x → +∞ und für x → -∞ gilt gx → +∞.
Diese Analyse hilft Schülern, das asymptotische Verhalten von Funktionen zu verstehen, was für fortgeschrittene mathematische Konzepte und Anwendungen unerlässlich ist.