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Mathe-Arbeitsblätter Klasse 8

Stellen Sie aus mehr als 25.000 Matheaufgaben von der 3. bis zur 13. Klasse Ihre eigenen Arbeitsblätter zusammen. Alle Aufgaben enthalten Lösungsschritte.

Funktionswerte und Argumente interpretieren

Lernziele

  • Berechnet Funktionswerte zu gegebenen Argumenten.
  • Bestimmt Argumente zu vorgegebenen Funktionswerten.
  • Übersetzt Funktionsangaben in Graphenpunkte.
  • Prüft die Punktzugehörigkeit.
  • Liest Werte und Achsenschnittpunkte am Graphen ab.

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4349108
Gegeben ist die Funktion \(y=0{,}4x+1{,}2\). Berechne den zugehörigen \(y\)-Wert für die folgenden \(x\)-Werte: 1) \(x=2\) 2) \(x=-3\)

Denkanstöße

- Setze den angegebenen \(x\)-Wert in die Funktionsgleichung ein. - Achte beim Einsetzen einer negativen Zahl auf das Vorzeichen. - Berechne zuerst das Produkt und addiere anschließend den konstanten Term.

Lösung

1. Für \(x=2\) gilt \(y=0{,}4\cdot2+1{,}2=2\). 2. Für \(x=-3\) gilt \(y=0{,}4\cdot(-3)+1{,}2=0\).

Antwort

1) \(y=2\) 2) \(y=0\)
5516848
Für eine Funktion \(f\) gilt \(f(3)=7\). a) Welche Zahl ist das Argument? b) Welche Zahl ist der zugehörige Funktionswert? c) Welcher Punkt des Graphen von \(f\) wird durch diese Aussage beschrieben? d) Erkläre in einem Satz, was die Schreibweise \(f(3)=7\) bedeutet.

Denkanstöße

- In \(f(x)\) steht in der Klammer das Argument. - Der Wert rechts vom Gleichheitszeichen ist der zugehörige Funktionswert. - Ein Graphpunkt verbindet Argument und Funktionswert als \(x\)- und \(y\)-Koordinate.

Lösung

1. Das Argument ist \(3\). 2. Der zugehörige Funktionswert ist \(7\). 3. Der zugehörige Graphpunkt ist \(P(3\mid7)\). 4. Die Schreibweise bedeutet: Dem Argument \(3\) ordnet die Funktion \(f\) den Funktionswert \(7\) zu.

Antwort

a) \(3\) b) \(7\) c) \(P(3\mid7)\) d) \(f\) ordnet dem Argument \(3\) den Funktionswert \(7\) zu.
5534778
Die beiden Abbildungen zeigen Graphen von Funktionen. In jeder Abbildung ist ein Punkt auf der \(x\)-Achse besonders markiert. Ein ausgefüllter Punkt gehört zum Graphen, ein offener Punkt nicht. Lies jeweils den zugehörigen \(x\)-Wert ab. Entscheide, ob die dargestellte Funktion an dieser Stelle den Funktionswert \(0\) hat, und begründe mit dem offenen beziehungsweise ausgefüllten Punkt.
Abbildung zur Aufgabe 553477

Denkanstöße

- Lies zuerst die \(x\)-Koordinate des besonders markierten Punktes ab. - Nutze die im Aufgabentext erklärte Bedeutung eines offenen beziehungsweise ausgefüllten Punktes. - Entscheidend ist, welcher Punkt bei diesem Argument tatsächlich zum Graphen gehört.

Lösung

1. In Abbildung a) liegt der markierte offene Punkt bei \((-1\mid0)\). Dieser Punkt gehört nicht zum Graphen. Bei \(x=-1\) gehört stattdessen der ausgefüllte Punkt \((-1\mid2)\) zum Graphen. Daher gilt \(f(-1)=2\) und nicht \(f(-1)=0\). 2. In Abbildung b) liegt der markierte ausgefüllte Punkt bei \((1\mid0)\) auf dem Graphen. Daher gilt dort \(g(1)=0\).

Antwort

a) \(x=-1\); nein, denn der offene Punkt \((-1\mid0)\) gehört nicht zum Graphen. Es gilt \(f(-1)=2\). b) \(x=1\); ja, denn der ausgefüllte Punkt \((1\mid0)\) gehört zum Graphen. Es gilt \(g(1)=0\).
5573158
Lies die Funktionswerte direkt aus dem Graphen von \(f\) ab. a) Bestimme \(f(-1)\). b) Bestimme \(f(2)\). c) Welcher Punkt des Graphen gehört zum Argument \(4\)?
Abbildung zur Aufgabe 557315

Denkanstöße

- Beginne jeweils beim gegebenen Argument auf der waagerechten Achse. - Gehe von dort zum Graphen und lies die zugehörige Höhe ab. - Ein Graphpunkt hat die Form \((\text{Argument}\mid\text{Funktionswert})\).

Lösung

1. Beim Argument \(-1\) liegt der Graph auf der Höhe \(2\). Daher ist \(f(-1)=2\). 2. Beim Argument \(2\) liegt der Graph auf der Höhe \(3\). Daher ist \(f(2)=3\). 3. Zum Argument \(4\) gehört der Funktionswert \(1\). Der zugehörige Punkt ist \((4\mid1)\).

Antwort

a) \(f(-1)=2\) b) \(f(2)=3\) c) \((4\mid1)\)
5573168
Der Graph zeigt eine Funktion \(g\). a) Bestimme alle Argumente \(x\), für die \(g(x)=2\) gilt. b) Bestimme das Argument, für das \(g(x)=4\) gilt. c) Erkläre, warum in a) mehr als ein Argument als richtige Antwort vorkommen darf, obwohl \(g\) eine Funktion ist.
Abbildung zur Aufgabe 557316

Denkanstöße

- Beginne diesmal beim gegebenen Funktionswert auf der senkrechten Achse. - Suche alle Stellen, an denen der Graph diese Höhe erreicht. - Die Funktionsdefinition betrifft die Anzahl der Ausgaben zu einer Eingabe, nicht die Anzahl der Eingaben zu einer Ausgabe.

Lösung

1. Die Höhe \(2\) wird im dargestellten Graphen bei \(x=1\) und bei \(x=3\) angenommen. Daher gilt \(g(1)=2\) und \(g(3)=2\). 2. Die Höhe \(4\) wird bei \(x=2\) erreicht. 3. Eine Funktion verlangt zu jedem Argument genau einen Funktionswert. Sie verbietet nicht, dass derselbe Funktionswert zu mehreren verschiedenen Argumenten gehört.

Antwort

a) \(x=1\) und \(x=3\) b) \(x=2\) c) Verschiedene Argumente dürfen denselben Funktionswert besitzen.
5573178
Im Diagramm ist auf dem Graphen einer Funktion \(h\) der Punkt P markiert. a) Lies die Koordinaten von P ab. b) Schreibe dieselbe Information in Funktionsschreibweise. c) Der Graph enthält außerdem zum Argument \(-1\) den Funktionswert \(2\). Gib den zugehörigen Punkt in Punktnotation an.
Abbildung zur Aufgabe 557317

Denkanstöße

- Die erste Punktkoordinate ist das Argument, die zweite der Funktionswert. - In der Funktionsschreibweise steht das Argument in der Klammer. - Übertrage bei c) dieselbe Reihenfolge zurück in die Punktnotation.

Lösung

1. Der markierte Punkt P hat die Koordinaten \((3\mid-1)\). 2. Dieselbe Zuordnung wird als \(h(3)=-1\) geschrieben. 3. Zum Argument \(-1\) und Funktionswert \(2\) gehört der Punkt \((-1\mid2)\).

Antwort

a) P\((3\mid-1)\) b) \(h(3)=-1\) c) \((-1\mid2)\)
4128618
Gegeben ist die vollständige Wertetabelle einer Funktion \(g\); die angezeigten \(x\)-Werte bilden ihre gesamte Definitionsmenge. <table> <tr><th>\(x\)</th><td>\(-3\)</td><td>\(-1\)</td><td>\(0\)</td><td>\(2\)</td><td>\(4\)</td></tr> <tr><th>\(g(x)\)</th><td>\(5\)</td><td>\(0\)</td><td>\(-4\)</td><td>\(0\)</td><td>\(5\)</td></tr> </table> 1. Welche Punkte des Graphen liegen auf der \(x\)-Achse? 2. An welchem Punkt liegt der Graph auf der \(y\)-Achse? 3. Welchen Wert hat die Funktion an der Stelle \(x=4\)?

Denkanstöße

- Ein Punkt auf der \(x\)-Achse hat die zweite Koordinate \(0\). - Ein Punkt auf der \(y\)-Achse hat die erste Koordinate \(0\). - Lies für Teil 3 die Tabellenspalte mit dem Argument \(4\) ab.

Lösung

1. Punkte auf der \(x\)-Achse haben die zweite Koordinate \(0\). In der Tabelle steht \(g(-1)=0\) und \(g(2)=0\). Daher liegen \((-1\mid0)\) und \((2\mid0)\) auf der \(x\)-Achse. 2. Auf der \(y\)-Achse gilt \(x=0\). Aus der Tabelle folgt \(g(0)=-4\), also liegt der Graph dort im Punkt \((0\mid-4)\). 3. Zum Argument \(x=4\) gehört laut Tabelle der Funktionswert \(g(4)=5\).

Antwort

1. \((-1\mid0)\) und \((2\mid0)\) 2. \((0\mid-4)\) 3. \(g(4)=5\)
4128658
An einem herbstlichen Tag wird die Außentemperatur an einer Messstation alle drei Stunden aufgezeichnet. Die Funktion \(T\) ordnet der Uhrzeit \(t\) in Stunden den gemessenen Temperaturwert zu. <table> <thead> <tr><th>\(t\) in h</th><td>6</td><td>9</td><td>12</td><td>15</td><td>18</td><td>21</td></tr> </thead> <tbody> <tr><th>\(T(t)\) in \(^\circ\text{C}\)</th><td>\(-2{,}4\)</td><td>\(1{,}2\)</td><td>\(5{,}8\)</td><td>\(7{,}5\)</td><td>\(4{,}1\)</td><td>\(1{,}2\)</td></tr> </tbody> </table> a) Begründe, warum die Zuordnung \(t\mapsto T(t)\) für die aufgezeichneten Messzeitpunkte eine Funktion ist. b) Erkläre die Bedeutung von \(T(15)=7{,}5\) im Sachzusammenhang. Bestimme außerdem alle Argumente \(t\), für die \(T(t)=1{,}2\) gilt. c) Ist die umgekehrte Zuordnung „gemessene Temperatur \(\mapsto\) Messzeitpunkt“ für diese Tabelle eine Funktion? Begründe mit den Daten.

Denkanstöße

- Prüfe für a) die Zuordnung immer in der angegebenen Richtung von der Uhrzeit zur Temperatur. - Bei b) ist einmal ein Funktionswert zu deuten und anschließend rückwärts nach allen passenden Argumenten zu suchen. - Für c) vertauschst du gedanklich Eingaben und Ausgaben und prüfst erneut die Eindeutigkeit.

Lösung

1. Jedem aufgezeichneten Messzeitpunkt ist in der Tabelle genau ein Temperaturwert zugeordnet. Daher ist \(t\mapsto T(t)\) auf der angegebenen Definitionsmenge eine Funktion. 2. \(T(15)=7{,}5\) bedeutet: Um \(15{:}00\) Uhr wurden \(7{,}5\,^\circ\text{C}\) gemessen. Der Funktionswert \(1{,}2\,^\circ\text{C}\) tritt bei den Argumenten \(t=9\) und \(t=21\) auf. 3. Die umgekehrte Zuordnung ist keine Funktion, weil der Eingabe \(1{,}2\,^\circ\text{C}\) zwei verschiedene Messzeitpunkte, \(9{:}00\) Uhr und \(21{:}00\) Uhr, zugeordnet würden.

Antwort

a) Ja. Jedem aufgezeichneten Messzeitpunkt ist genau ein Temperaturwert zugeordnet. b) Um \(15{:}00\) Uhr wurden \(7{,}5\,^\circ\text{C}\) gemessen; \(T(t)=1{,}2\) gilt für \(t=9\) und \(t=21\). c) Nein. \(1{,}2\,^\circ\text{C}\) gehört zu zwei verschiedenen Messzeitpunkten.
4128868
Gegeben ist die Funktion \(k(x)=1{,}5x-3\). Untersuche die Lage der folgenden Punkte bezüglich des Graphen \(G_k\) rechnerisch. Gib jeweils an, ob der Punkt auf, über oder unter dem Graphen liegt: a) \(A(2\mid0)\) b) \(B(4\mid5)\) c) \(C(-2\mid-7)\)

Denkanstöße

- Berechne für jeden Punkt zuerst den Funktionswert zur gegebenen \(x\)-Koordinate. - Vergleiche anschließend den berechneten Funktionswert mit der \(y\)-Koordinate des Punktes. - Gleichheit bedeutet „auf dem Graphen“; über die Richtung bei größeren oder kleineren \(y\)-Werten entscheidest du durch den Vergleich.

Lösung

1. Für \(x=2\) gilt \(k(2)=1{,}5\cdot2-3=0\). Der \(y\)-Wert von \(A\) stimmt mit diesem Funktionswert überein. Daher liegt \(A\) auf dem Graphen. 2. Für \(x=4\) gilt \(k(4)=1{,}5\cdot4-3=3\). Der \(y\)-Wert von \(B\) ist mit \(5>3\) größer als der Funktionswert. Daher liegt \(B\) über dem Graphen. 3. Für \(x=-2\) gilt \(k(-2)=1{,}5\cdot(-2)-3=-6\). Der \(y\)-Wert von \(C\) ist mit \(-7<-6\) kleiner als der Funktionswert. Daher liegt \(C\) unter dem Graphen.

Antwort

a) \(A\) liegt auf dem Graphen \(G_k\). b) \(B\) liegt über dem Graphen \(G_k\). c) \(C\) liegt unter dem Graphen \(G_k\).
4129048
Eine Kerze ist zu Beginn \(20\,\text{cm}\) hoch. Nachdem sie angezündet wurde, brennt sie gleichmäßig ab. Die Funktion \(h(t)=20-2{,}5t\) beschreibt näherungsweise die Höhe der Kerze \(h\) in \(\text{cm}\) in Abhängigkeit von der Zeit \(t\) in \(\text{h}\). a) Berechne die Höhe der Kerze nach \(3\) Stunden und nach \(5{,}5\) Stunden. b) Bestimme den Zeitpunkt, an dem die Kerze noch genau \(7{,}5\,\text{cm}\) hoch ist. c) Berechne \(h(10)\). Interpretiere das Ergebnis im Sachzusammenhang und beschreibe mit einer Ungleichung, für welche Zeiten das Modell sinnvoll ist.

Denkanstöße

- Setze für Teil a) die beiden vorgegebenen Zeiten in den Funktionsterm ein. - Für Teil b) ist der Funktionswert vorgegeben; suche das zugehörige Argument. - Prüfe in Teil c), ob ein negativer Höhenwert im Sachzusammenhang möglich ist. - Bestimme, wann das Modell erstmals die Höhe \(0\) erreicht.

Lösung

1. \(h(3)=20-2{,}5\cdot3=12{,}5\). Die Höhe nach \(3\,\text{h}\) beträgt \(12{,}5\,\text{cm}\). 2. \(h(5{,}5)=20-2{,}5\cdot5{,}5=6{,}25\). Die Höhe nach \(5{,}5\,\text{h}\) beträgt \(6{,}25\,\text{cm}\). 3. Für \(h(t)=7{,}5\) gilt \(7{,}5=20-2{,}5t\). Daraus folgt \(t=5\). Nach \(5\,\text{h}\) ist die Kerze \(7{,}5\,\text{cm}\) hoch. 4. \(h(10)=20-2{,}5\cdot10=-5\). Eine negative Kerzenhöhe ist im Sachzusammenhang nicht möglich. 5. Die Kerze ist bei \(20-2{,}5t=0\), also bei \(t=8\,\text{h}\), vollständig abgebrannt. Daher ist das Modell für \(0\le t\le8\) sinnvoll.

Antwort

a) Nach \(3\,\text{h}\): \(12{,}5\,\text{cm}\); nach \(5{,}5\,\text{h}\): \(6{,}25\,\text{cm}\) b) Nach \(5\,\text{h}\) c) \(h(10)=-5\,\text{cm}\) ist sachlich unmöglich; sinnvoll ist das Modell für \(0\le t\le8\).
4129618
Gegeben ist die lineare Funktion mit der Gleichung \(y = -1{,}5x + 3\). a) Überprüfe rechnerisch, ob die Punkte \(A(-2|6)\) und \(B(4|-3)\) auf der Geraden liegen. b) Ein Punkt \(C(k|0)\) soll ebenfalls auf der Geraden liegen. Bestimme den Wert für \(k\).

Denkanstöße

- Wie setzt man die Koordinaten eines Punktes in eine Funktionsgleichung ein? - Was bedeutet es für die Gleichung, wenn ein Punkt auf der Geraden liegt? - Wenn die y-Koordinate bekannt ist, wie kannst du die Gleichung nach dem unbekannten x-Wert auflösen?

Lösung

1. Punktprobe für \(A(-2|6)\): Einsetzen von \(x = -2\) in die Gleichung ergibt \(y = -1{,}5 \cdot (-2) + 3 = 3 + 3 = 6\). Da \(6 = 6\), liegt \(A\) auf der Geraden. 2. Punktprobe für \(B(4|-3)\): Einsetzen von \(x = 4\) ergibt \(y = -1{,}5 \cdot 4 + 3 = -6 + 3 = -3\). Da \(-3 = -3\), liegt \(B\) auf der Geraden. 3. Berechnung von \(k\) für \(C(k|0)\): Einsetzen von \(y = 0\) ergibt die Gleichung \(0 = -1{,}5k + 3\). 4. Umstellen nach \(k\): \(1{,}5k = 3 \Rightarrow k = 2\).

Antwort

a) Ja, beide Punkte \(A\) und \(B\) liegen auf der Geraden. b) Der Wert für \(k\) ist \(2\).
4131568
Im Koordinatensystem sind der Graph der linearen Funktion \(f(x)=-1{,}5x+4\) und die waagerechte Gerade \(y=1\) dargestellt. a) Lies am Diagramm den Wert \(x\) ab, für den \(f(x)=1\) gilt. b) Überprüfe den abgelesenen Wert rechnerisch mit der Funktionsgleichung.
Abbildung zur Aufgabe 413156

Denkanstöße

- An welcher Höhe musst du den Graphen von \(f\) betrachten? - Welche \(x\)-Koordinate hat der Schnittpunkt der beiden dargestellten Geraden? - Wie kannst du diesen Wert anschließend in der Gleichung \(f(x)=1\) kontrollieren?

Lösung

1. Der Graph von \(f\) schneidet die Gerade \(y=1\) im Punkt \((2\mid1)\). Daher liest man \(x=2\) ab. 2. Rechnerisch gilt \(1=-1{,}5x+4\). Daraus folgt \(-3=-1{,}5x\) und damit \(x=2\). Die Rechnung bestätigt die grafische Lösung.

Antwort

a) \(x=2\) b) \(1=-1{,}5\cdot2+4\), also ist der abgelesene Wert korrekt.
4131598
Gegeben ist die Gerade \(g\) mit der Funktionsgleichung \(y = 1{,}2x + 0{,}5\). Untersuche die Lage der folgenden Punkte relativ zur Geraden (oberhalb, unterhalb oder auf der Geraden): \(P(2 \mid 2{,}9)\) \(Q(-1 \mid -1)\) \(R(5 \mid 6{,}5)\)

Denkanstöße

- Wie kannst du den passenden y-Wert auf der Geraden für einen gegebenen x-Wert berechnen? - Was bedeutet es für die Position des Punktes, wenn sein y-Wert größer oder kleiner als der berechnete Wert auf der Geraden ist? - Vergleiche den gegebenen y-Wert des Punktes direkt mit dem Ergebnis deiner Rechnung.

Lösung

1. Berechnung des \(y\)-Wertes auf der Geraden für \(x_P = 2\): \(y_g = 1{,}2 \cdot 2 + 0{,}5 = 2{,}9\). Da \(y_P = 2{,}9\), liegt \(P\) auf der Geraden. 2. Berechnung für \(x_Q = -1\): \(y_g = 1{,}2 \cdot (-1) + 0{,}5 = -0{,}7\). Da \(y_Q = -1\) kleiner als \(-0{,}7\) ist, liegt \(Q\) unterhalb der Geraden. 3. Berechnung für \(x_R = 5\): \(y_g = 1{,}2 \cdot 5 + 0{,}5 = 6{,}5\). Da \(y_R = 6{,}5\), liegt \(R\) auf der Geraden.

Antwort

\(P(2 \mid 2{,}9)\) liegt auf der Geraden. \(Q(-1 \mid -1)\) liegt unterhalb der Geraden. \(R(5 \mid 6{,}5)\) liegt auf der Geraden.
4132708
Gegeben ist die Funktion \(g(x)=\frac{3}{x+1}+2\) mit \(D_g=\mathbb{Q}\setminus\{-1\}\). Untersuche für die Punkte \(P_1(2\mid3)\), \(P_2(-2\mid1)\) und \(P_3(0\mid4)\), ob sie auf dem Graphen von \(g\), oberhalb oder unterhalb des Graphen liegen.

Denkanstöße

- Berechne zu jeder gegebenen \(x\)-Koordinate den Funktionswert von \(g\). - Vergleiche den berechneten Funktionswert mit der \(y\)-Koordinate des jeweiligen Punktes. - Was bedeutet Gleichheit, ein größerer beziehungsweise ein kleinerer \(y\)-Wert für die Lage des Punktes?

Lösung

1. Für \(x=2\) gilt \(g(2)=\frac{3}{3}+2=3\). Daher liegt \(P_1\) auf dem Graphen. 2. Für \(x=-2\) gilt \(g(-2)=\frac{3}{-1}+2=-1\). Der Punkt \(P_2\) hat die größere \(y\)-Koordinate \(1\), also liegt er oberhalb des Graphen. 3. Für \(x=0\) gilt \(g(0)=3+2=5\). Der Punkt \(P_3\) hat die kleinere \(y\)-Koordinate \(4\), also liegt er unterhalb des Graphen.

Antwort

\(P_1\) liegt auf dem Graphen, \(P_2\) liegt oberhalb des Graphen und \(P_3\) liegt unterhalb des Graphen.
4136738
Gegeben ist die lineare Funktion \(f(x)=1{,}5x-3\). a) Gib drei verschiedene Punkte an, die auf dem Graphen von \(f\) liegen. b) Gibt es auf dem Graphen einen Punkt, bei dem sowohl \(x\) als auch \(y\) negativ sind? Begründe mit einem Beispiel. c) Erkläre, was alle Zahlenpaare \((x\mid y)\) gemeinsam haben, die die Bedingung \(y=f(x)\) erfüllen.

Denkanstöße

- Welche einfachen \(x\)-Werte führen zu leicht berechenbaren Funktionswerten? - Was erhältst du, wenn du einen negativen \(x\)-Wert einsetzt? - Welche geometrische Bedeutung hat die Bedingung \(y=f(x)\)?

Lösung

1. Wähle zum Beispiel \(x=0\), \(x=2\) und \(x=4\). Dann erhält man \(f(0)=-3\), \(f(2)=0\) und \(f(4)=3\). Drei Punkte sind also \((0\mid-3)\), \((2\mid0)\) und \((4\mid3)\). 2. Für \(x=-2\) gilt \(f(-2)=1{,}5\cdot(-2)-3=-6\). Damit ist \((-2\mid-6)\) ein Punkt mit zwei negativen Koordinaten. 3. Genau die Zahlenpaare mit \(y=f(x)\) sind die Punkte auf dem Graphen der Funktion.

Antwort

a) Zum Beispiel \((0\mid-3)\), \((2\mid0)\), \((4\mid3)\) b) Ja, zum Beispiel \((-2\mid-6)\). c) Sie liegen alle auf dem Graphen von \(f\).
4136758
Gegeben sind vier lineare Funktionen und fünf Punkte. Ordne jeder Funktion den Punkt zu, der auf ihrem Graphen liegt. Ein Punkt bleibt übrig. (1) \(f_1(x)=3x-5\) (2) \(f_2(x)=-0{,}5x+3\) (3) \(f_3(x)=x-6\) (4) \(f_4(x)=-0{,}5x+2\) \(A(3\mid4)\), \(B(0\mid3)\), \(C(7\mid1)\), \(D(4\mid0)\), \(E(2\mid3)\)

Denkanstöße

- Was musst du mit der \(x\)-Koordinate eines Punktes tun, um eine Punktprobe durchzuführen? - Wann liegt ein Punkt auf dem Graphen einer Funktion? - Prüfe die Punkte systematisch und streiche bereits eindeutig zugeordnete Punkte.

Lösung

1. Für \(A(3\mid4)\) gilt \(f_1(3)=3\cdot3-5=4\). Daher gehört \(A\) zu \(f_1\). 2. Für \(B(0\mid3)\) gilt \(f_2(0)=3\). Daher gehört \(B\) zu \(f_2\). 3. Für \(C(7\mid1)\) gilt \(f_3(7)=7-6=1\). Daher gehört \(C\) zu \(f_3\). 4. Für \(D(4\mid0)\) gilt \(f_4(4)=-0{,}5\cdot4+2=0\). Daher gehört \(D\) zu \(f_4\). 5. Der Punkt \(E(2\mid3)\) erfüllt keinen der vier Funktionsterme und bleibt übrig.

Antwort

(1) \(\rightarrow A\) (2) \(\rightarrow B\) (3) \(\rightarrow C\) (4) \(\rightarrow D\) Übrig: \(E(2\mid3)\)
4136848
Gegeben ist die lineare Funktion \(f(x)=3x-1{,}5\). a) Überprüfe rechnerisch, welche der Punkte \(P_1(0{,}5\mid1)\), \(P_2(1\mid1{,}5)\) und \(P_3(0\mid-1{,}5)\) auf dem Graphen liegen. b) Bestimme den fehlenden \(y\)-Wert, sodass \(Q(2\mid y)\) auf dem Graphen liegt. c) Berechne den \(x\)-Wert für den Punkt \(R(x\mid-3)\) auf dem Graphen.

Denkanstöße

- Wie führst du eine Punktprobe mit der Funktionsgleichung durch? - Was musst du einsetzen, wenn bei einem Punkt nur die \(y\)-Koordinate fehlt? - Welche Gleichung entsteht, wenn die \(y\)-Koordinate vorgegeben und \(x\) gesucht ist?

Lösung

1. Es gilt \(f(0{,}5)=3\cdot0{,}5-1{,}5=0\), also liegt \(P_1\) nicht auf dem Graphen. Weiter ist \(f(1)=1{,}5\), also liegt \(P_2\) auf dem Graphen. Außerdem gilt \(f(0)=-1{,}5\), also liegt auch \(P_3\) auf dem Graphen. 2. Für \(Q\) gilt \(y=f(2)=3\cdot2-1{,}5=4{,}5\). 3. Für \(R\) gilt \(-3=3x-1{,}5\). Daraus folgt \(-1{,}5=3x\) und \(x=-0{,}5\).

Antwort

a) \(P_2\) und \(P_3\) liegen auf dem Graphen; \(P_1\) nicht. b) \(y=4{,}5\) c) \(x=-0{,}5\)
4138198
Gegeben ist die lineare Funktion \(f(x)=2x+2\). a) Gib die Steigung und den \(y\)-Achsenabschnitt an. b) Bestimme drei Punkte mit ganzzahligen Koordinaten, die auf dem Graphen liegen. c) Überprüfe rechnerisch, ob der Punkt \(P(5\mid12)\) auf dem Graphen liegt.

Denkanstöße

- Welche beiden Parameter kannst du direkt aus dem Funktionsterm ablesen? - Welche einfachen \(x\)-Werte liefern leicht berechenbare Punkte? - Wie funktioniert die Punktprobe für \(P(5\mid12)\)?

Lösung

1. Aus \(f(x)=2x+2\) liest man \(m=2\) und \(t=2\) ab. 2. Zum Beispiel gilt \(f(0)=2\), \(f(1)=4\) und \(f(-1)=0\). Daher liegen \((0\mid2)\), \((1\mid4)\) und \((-1\mid0)\) auf dem Graphen. 3. Für \(x=5\) ist \(f(5)=2\cdot5+2=12\). Damit liegt \(P(5\mid12)\) auf dem Graphen.

Antwort

a) \(m=2\), \(t=2\) b) Zum Beispiel \((0\mid2)\), \((1\mid4)\), \((-1\mid0)\) c) Ja, \(P(5\mid12)\) liegt auf dem Graphen.
4138218
Gegeben ist die lineare Funktion \(f(x)=-0{,}25x+2\). a) Bestimme die Schnittpunkte des Graphen mit den Koordinatenachsen. b) Gib einen weiteren Punkt mit ganzzahligen Koordinaten an, der auf dem Graphen liegt. c) Prüfe, ob der Punkt \((-4\mid3)\) auf dem Graphen liegt.

Denkanstöße

- Welche Koordinate ist auf der jeweiligen Achse gleich \(0\)? - Welcher \(x\)-Wert macht die Rechnung in Teil b besonders einfach? - Wie überprüfst du einen gegebenen Punkt mit der Funktionsgleichung?

Lösung

1. Für die \(y\)-Achse gilt \(x=0\), also \(S_y(0\mid2)\). Für die \(x\)-Achse gilt \(0=-0{,}25x+2\), also \(x=8\) und \(S_x(8\mid0)\). 2. Wähle zum Beispiel \(x=4\). Dann ist \(f(4)=-0{,}25\cdot4+2=1\), also liegt \((4\mid1)\) auf dem Graphen. 3. Für \(x=-4\) gilt \(f(-4)=1+2=3\). Daher liegt \((-4\mid3)\) auf dem Graphen.

Antwort

a) \(S_y(0\mid2)\), \(S_x(8\mid0)\) b) Zum Beispiel \((4\mid1)\) c) Ja, \((-4\mid3)\) liegt auf dem Graphen.
4242048
Betrachte eine lineare Funktion mit der Gleichung \(y = -\frac{2}{3}x + 2\). a) Ein Punkt \(A(6 \mid y_A)\) liegt auf dem Graphen der Funktion. Berechne die fehlende Koordinate \(y_A\). b) Ein Punkt \(B(x_B \mid 0)\) liegt ebenfalls auf dem Graphen. Berechne die Koordinate \(x_B\). c) Überprüfe rechnerisch, ob der Punkt \(C(-3 \mid 4)\) auf der Geraden liegt. d) Beschreibe, wie sich der \(y\)-Wert verändert, wenn man den \(x\)-Wert um \(3\) Einheiten vergrößert. Nutze die Steigung für deine Begründung.

Denkanstöße

- Wenn ein Punkt auf einer Geraden liegt, müssen seine Koordinaten die Gleichung erfüllen. - Was bedeutet eine negative Steigung für die Änderung der Werte? - Kannst du die Steigung als Bruch interpretieren, der angibt, wie viele Schritte man nach oben oder unten geht, wenn man Schritte nach rechts geht? - Wie kannst du prüfen, ob eine Aussage über einen Punkt wahr ist, ohne zu zeichnen?

Lösung

1. Berechnung von \(y_A\): Setze \(x = 6\) in die Gleichung ein: \(y_A = -\frac{2}{3} \cdot 6 + 2 = -4 + 2 = -2\). Der Punkt ist \(A(6 \mid -2)\). 2. Berechnung von \(x_B\): Setze \(y = 0\) ein: \(0 = -\frac{2}{3}x_B + 2\). Subtraktion von \(2\) ergibt \(-2 = -\frac{2}{3}x_B\). Multiplikation mit \(-\frac{3}{2}\) ergibt \(x_B = 3\). Der Punkt ist \(B(3 \mid 0)\). 3. Punktprobe für \(C(-3 \mid 4)\): Setze \(x = -3\) in die Gleichung ein: \(y = -\frac{2}{3} \cdot (-3) + 2 = 2 + 2 = 4\). Da der berechnete \(y\)-Wert mit der Koordinate von \(C\) übereinstimmt (\(4 = 4\)), liegt der Punkt auf der Geraden. 4. Interpretation der Steigung: Die Steigung beträgt \(m = -\frac{2}{3}\). Das bedeutet, dass sich der \(y\)-Wert pro Einheit in \(x\)-Richtung um \(-\frac{2}{3}\) ändert. Bei einer Zunahme von \(x\) um \(3\) Einheiten ändert sich \(y\) um \(3 \cdot (-\frac{2}{3}) = -2\). Der \(y\)-Wert verringert sich also um \(2\).

Antwort

a) \(y_A = -2\) b) \(x_B = 3\) c) Ja, der Punkt \(C\) liegt auf der Geraden, da \(4 = -\frac{2}{3} \cdot (-3) + 2\) eine wahre Aussage ist. d) Der \(y\)-Wert verringert sich um \(2\) Einheiten.
4282798
Gegeben ist die Funktion \(f(x)=2x-3\). Überprüfe durch Rechnung, welche der folgenden Punkte auf dem Graphen von \(f\) liegen: \(A(3\mid3)\), \(B(-2\mid-7)\), \(C(1\mid0)\) und \(D(-1\mid-5)\).

Denkanstöße

- Was muss für einen Punkt \(P(x\mid y)\) gelten, damit er auf dem Graphen einer Funktion liegt? - Setze jeweils die \(x\)-Koordinate in den Funktionsterm ein. - Vergleiche den berechneten Funktionswert mit der angegebenen \(y\)-Koordinate.

Lösung

1. Für \(A(3\mid3)\) gilt \(f(3)=2\cdot3-3=3\). Also liegt \(A\) auf dem Graphen. 2. Für \(B(-2\mid-7)\) gilt \(f(-2)=2\cdot(-2)-3=-7\). Also liegt \(B\) auf dem Graphen. 3. Für \(C(1\mid0)\) gilt \(f(1)=2\cdot1-3=-1\ne0\). Also liegt \(C\) nicht auf dem Graphen. 4. Für \(D(-1\mid-5)\) gilt \(f(-1)=2\cdot(-1)-3=-5\). Also liegt \(D\) auf dem Graphen.

Antwort

Auf dem Graphen liegen \(A\), \(B\) und \(D\). \(C\) liegt nicht auf dem Graphen.
4288018
Gegeben sind die Funktionen \(f(x)=2x-3\), \(g(x)=-0{,}5x+4\) und \(h(x)=3x\). a) Prüfe rechnerisch, welche der Punkte \(P_1(2\mid1)\), \(P_2(0\mid4)\), \(P_3(-1\mid-3)\) und \(P_4(4\mid2)\) auf welchem der drei Graphen liegen. b) Ergänze für jede Funktion die Punkte \(Q(-2\mid y)\) und \(R(x\mid6)\).

Denkanstöße

- Bei einer Punktprobe setzt du die \(x\)-Koordinate in den Funktionsterm ein und vergleichst mit der \(y\)-Koordinate. - Bei \(Q(-2\mid y)\) ist das Argument gegeben; bei \(R(x\mid6)\) ist der Funktionswert gegeben. - Behandle jede Funktion getrennt, damit du Funktionswert und Argument nicht miteinander vertauschst.

Lösung

1. Für \(f\) gilt \(f(2)=1\), während die anderen gegebenen Punkte die Funktionsgleichung von \(f\) nicht erfüllen. Daher liegt \(P_1\) auf \(G_f\). 2. Für \(g\) gilt \(g(0)=4\) und \(g(4)=2\). Daher liegen \(P_2\) und \(P_4\) auf \(G_g\). 3. Für \(h\) gilt \(h(-1)=-3\). Daher liegt \(P_3\) auf \(G_h\). 4. Für \(Q\) gilt \(f(-2)=-7\), \(g(-2)=5\) und \(h(-2)=-6\). 5. Für \(R\) wird jeweils der Funktionswert \(6\) vorgegeben: Aus \(2x-3=6\) folgt \(x=4{,}5\); aus \(-0{,}5x+4=6\) folgt \(x=-4\); aus \(3x=6\) folgt \(x=2\).

Antwort

a) \(G_f\): \(P_1\); \(G_g\): \(P_2,P_4\); \(G_h\): \(P_3\) b) Für \(f\): \(Q(-2\mid-7)\), \(R(4{,}5\mid6)\) Für \(g\): \(Q(-2\mid5)\), \(R(-4\mid6)\) Für \(h\): \(Q(-2\mid-6)\), \(R(2\mid6)\)
4338878
Das folgende Diagramm zeigt den Temperaturverlauf \(T\) in Abhängigkeit von der Zeit \(t\) in Stunden an einem Frühlingstag. Lies die folgenden Werte aus dem Graphen ab: a) Die Temperatur zum Zeitpunkt \(t = 1\,\text{h}\). b) Den Funktionswert an der Stelle \(t = 3\,\text{h}\). c) Die Temperaturdifferenz \(T(2) - T(4)\). d) Zu welchen Zeitpunkten beträgt die Temperatur genau \(1\,\text{°C}\)?
Abbildung zur Aufgabe 433887

Denkanstöße

- Schau dir die Achsenbeschriftungen genau an, um zu wissen, welche Größe auf welcher Achse dargestellt ist. - Um einen Wert wie \(T(1)\) zu finden, startest du bei der Zahl 1 auf der waagerechten Achse und gehst senkrecht zum Graphen. - Eine Differenz berechnest du, indem du die beiden einzelnen Werte abliest und sie voneinander abziehst. - Wenn nach Zeitpunkten für eine bestimmte Temperatur gefragt ist, suchst du auf der senkrechten Achse diesen Wert und schaust, welche Stellen auf der waagerechten Achse dazu gehören.

Lösung

1. Bei \(t=1\,\text{h}\) gilt \(T(1)=3\,\text{°C}\). 2. Bei \(t=3\,\text{h}\) gilt \(T(3)=-1\,\text{°C}\). 3. Es gilt \(T(2)=1\,\text{°C}\) und \(T(4)=1\,\text{°C}\). Daher ist \(T(2)-T(4)=0\,\text{°C}\). 4. Der Graph hat den Wert \(1\,\text{°C}\) bei \(t=0\,\text{h}\), \(t=2\,\text{h}\) und \(t=4\,\text{h}\).

Antwort

a) \(3\,\text{°C}\) b) \(-1\,\text{°C}\) c) \(0\,\text{°C}\) d) Bei \(t = 0\,\text{h}\), \(t = 2\,\text{h}\) und \(t = 4\,\text{h}\).
4338888
Ein Unternehmen modelliert seinen Gewinn \(G\) in \(1000\,\text{€}\) in Abhängigkeit von der produzierten Menge \(x\) in Mengeneinheiten durch die Funktion \(f\). Beantworte die folgenden Fragen mithilfe des Graphen: a) Wie hoch ist der Gewinn bei einer Produktionsmenge von \(x=3\)? b) Bestimme den Wert \(f(4)\). c) Berechne die Änderung des Gewinns, wenn die Produktion von \(x=1\) auf \(x=2\) Einheiten erhöht wird. d) Bei welchen Produktionsmengen macht das Unternehmen weder Gewinn noch Verlust, also gilt \(G=0\)?
Abbildung zur Aufgabe 433888

Denkanstöße

- Achte auf die Einheit \(1000\,\text{€}\) an der senkrechten Achse. - Der Funktionswert \(f(x)\) entspricht dem Wert auf der senkrechten Achse. - Für d) suchst du die Stellen, an denen der Graph die waagerechte Achse trifft. - Überlege, was ein negativer Funktionswert in diesem Sachzusammenhang bedeuten würde.

Lösung

1. Bei \(x=3\) liest man am Graphen \(f(3)=4\) ab. Da die Gewinnachse in \(1000\,\text{€}\) skaliert ist, entspricht das \(4000\,\text{€}\). 2. Bei \(x=4\) liegt der Graph bei \(y=3\). Daher gilt \(f(4)=3\). 3. Es gilt \(f(1)=0\) und \(f(2)=3\). Die Änderung beträgt \(f(2)-f(1)=3\), also \(3000\,\text{€}\). 4. Weder Gewinn noch Verlust liegt dort vor, wo der Graph die \(x\)-Achse trifft. Das ist bei \(x=1\) und \(x=5\) der Fall.

Antwort

a) \(4000\,\text{€}\) b) \(3\) c) Erhöhung um \(3000\,\text{€}\) d) Bei \(x=1\) und \(x=5\)
4349208
Die Abbildung zeigt den Graphen einer Funktion \(f\). Beantworte die folgenden Fragen mithilfe des Graphen: 1. Bestimme die Funktionswerte \(f(-3)\), \(f(-1)\) und \(f(3)\). 2. Für welche Werte von \(x\) gilt \(f(x)=0\)? 3. Gib die Definitionsmenge \(D\) und die Wertemenge \(W\) der Funktion mit Ungleichungen an. 4. Für welche Werte von \(x\) im dargestellten Bereich ist der Funktionswert positiv, also \(f(x)>0\)?
Abbildung zur Aufgabe 434920

Denkanstöße

- Um \(f(x)\) zu finden, lies zum angegebenen \(x\)-Wert die Höhe des Graphen ab. - Für \(f(x)=0\) suchst du die Stellen, an denen der Graph die waagerechte Achse trifft. - Für die Definitionsmenge betrachtest du die gesamte waagerechte Ausdehnung des Graphen; für die Wertemenge die gesamte senkrechte Ausdehnung. - Ein positiver Funktionswert liegt vor, wenn der Graph oberhalb der \(x\)-Achse verläuft.

Lösung

1. Aus dem Graphen liest man \(f(-3)=0\), \(f(-1)=2\) und \(f(3)=-2\) ab. 2. Die Bedingung \(f(x)=0\) gilt dort, wo der Graph die \(x\)-Achse trifft. Das ist bei \(x=-3\), \(x=1\) und \(x=5\) der Fall. 3. Der Graph ist für alle \(x\)-Werte von \(-4\) bis \(5\) einschließlich dargestellt. Daher gilt für die Definitionsmenge \(-4\le x\le5\). Die vorkommenden Funktionswerte reichen von \(-3\) bis \(2\) einschließlich, also gilt für die Wertemenge \(-3\le y\le2\). 4. Der Funktionswert ist positiv, wenn der Graph oberhalb der \(x\)-Achse verläuft. Das ist für \(-3<x<1\) der Fall.

Antwort

1. \(f(-3)=0\); \(f(-1)=2\); \(f(3)=-2\) 2. \(x\in\{-3;1;5\}\) 3. \(D\): \(-4\le x\le5\); \(W\): \(-3\le y\le2\) 4. \(-3<x<1\)
4349288
Gegeben ist die lineare Funktion \(f\) mit \(f(x)=1{,}5x-2\). Überprüfe mithilfe der Abbildung und durch eine Punktprobe, welche der markierten Punkte \(A(2\mid1)\), \(B(-1\mid-3{,}5)\) und \(C(4\mid3{,}5)\) auf dem Graphen liegen.
Abbildung zur Aufgabe 434928

Denkanstöße

- Welche Vermutung liefert dir zunächst die Lage der Punkte im Diagramm? - Wie führst du für jeden Punkt eine Punktprobe mit \(f(x)\) durch? - Vergleiche den berechneten Funktionswert jeweils mit der gegebenen \(y\)-Koordinate.

Lösung

1. Für \(A(2\mid1)\) gilt \(f(2)=1{,}5\cdot2-2=1\). Daher liegt \(A\) auf dem Graphen. 2. Für \(B(-1\mid-3{,}5)\) gilt \(f(-1)=1{,}5\cdot(-1)-2=-3{,}5\). Daher liegt \(B\) auf dem Graphen. 3. Für \(C(4\mid3{,}5)\) gilt \(f(4)=1{,}5\cdot4-2=4\). Da \(4\neq3{,}5\), liegt \(C\) nicht auf dem Graphen.

Antwort

\(A\) und \(B\) liegen auf dem Graphen; \(C\) liegt nicht auf dem Graphen.
4350278
Betrachte den Graphen der Funktion \(f\). In welchem der unten stehenden Bereiche liegt ein Argument \(x\), für das \(f(x)=2\) gilt? 1) \(-4\le x\le-3\) 2) \(-2\le x\le-1\) 3) \(0\le x\le1\) 4) \(1\le x\le2\)
Abbildung zur Aufgabe 435027

Denkanstöße

- Suche auf der senkrechten Achse den Funktionswert \(2\). - Gehe von dieser Höhe waagerecht zum Graphen und lies die zugehörigen Argumente ab. - Vergleiche die abgelesenen Argumente mit den vier angegebenen Zahlenbereichen.

Lösung

1. Gesucht sind die Stellen des Graphen mit dem Funktionswert \(2\). 2. Die Höhe \(y=2\) trifft den Graphen ungefähr bei \(x\approx-3{,}46\) und \(x\approx3{,}46\). 3. Von den vier angebotenen Bereichen enthält nur Bereich 1 mit \(-4\le x\le-3\) eine dieser Stellen.

Antwort

Bereich 1: \(-4\le x\le-3\)
5516868
Für eine Funktion \(g\) sind zwei Zuordnungen bekannt: \(g(-2)=5\) \(g(1)=0{,}5\) a) Schreibe beide Aussagen mit einem Zuordnungspfeil. b) Gib die beiden zugehörigen Punkte des Graphen an. c) Erkläre, warum aus \(g(-2)=5\) nicht automatisch \(g(5)=-2\) folgt.

Denkanstöße

- Beim Zuordnungspfeil steht das Argument links und der Funktionswert rechts. - Ein Graphpunkt hat die Form \((\text{Argument}\mid\text{Funktionswert})\). - Überlege bei c), welche Information die Gleichung tatsächlich über das Argument \(5\) enthält.

Lösung

1. Mit Zuordnungspfeilen lauten die Aussagen \(-2\mapsto5\) und \(1\mapsto0{,}5\). 2. Die zugehörigen Graphpunkte sind \(P(-2\mid5)\) und \(Q(1\mid0{,}5)\). 3. Die Aussage \(g(-2)=5\) legt nur fest, welcher Funktionswert zum Argument \(-2\) gehört. Sie sagt nichts darüber aus, welcher Funktionswert zum Argument \(5\) gehört. Eingabe und Ausgabe dürfen daher nicht einfach vertauscht werden.

Antwort

a) \(-2\mapsto5\); \(1\mapsto0{,}5\) b) \(P(-2\mid5)\); \(Q(1\mid0{,}5)\) c) Aus einer Zuordnung darf man Eingabe und Ausgabe nicht ohne weitere Information vertauschen.
5516878
Das Diagramm zeigt den Graphen einer Funktion \(f\). a) Formuliere den markierten Punkt \(P(-1\mid4)\) als Aussage mit Funktionsschreibweise. b) Welches Argument gehört zum Funktionswert \(0\)? c) Entscheide, welche Aussage zum Diagramm passt: \(f(4)=3\), \(f(2)=3\) oder \(f(-3)=4\).
Abbildung zur Aufgabe 551687

Denkanstöße

- Bei einem Punkt \((x\mid y)\) ist \(x\) das Argument und \(y\) der Funktionswert. - Suche für b) die Stelle des Graphen mit der \(y\)-Koordinate \(0\). - Prüfe für c) jede Aussage an dem Punkt mit dem angegebenen Argument.

Lösung

1. Der Punkt \(P(-1\mid4)\) bedeutet \(f(-1)=4\). 2. Der Graph enthält den Punkt \((2\mid0)\). Zum Funktionswert \(0\) gehört daher das Argument \(2\). 3. Der Graph enthält den Punkt \((4\mid3)\). Daher ist \(f(4)=3\) richtig. Die beiden anderen Aussagen stimmen nicht mit den dargestellten Punkten überein.

Antwort

a) \(f(-1)=4\) b) \(2\) c) \(f(4)=3\)
5524238
Zu einer Funktion \(k\) gehören die folgenden fünf mathematischen Angaben: A: \(k\) B: \(4x-3\) C: \(k(x)=4x-3\) D: \(k(-2)=-11\) E: \(Q(-2\mid-11)\) a) Ordne den Angaben A bis E die Begriffe Funktionsname, Funktionsterm, Funktionsgleichung, Aussage über einen Funktionswert und Graphpunkt zu. b) Welches Argument und welcher Funktionswert treten in D auf? c) Erkläre, warum D und E dasselbe Wertepaar in zwei verschiedenen Darstellungsformen beschreiben. d) Erkläre den Unterschied zwischen dem Funktionsterm B und dem Funktionswert in D.

Denkanstöße

- Unterscheide zwischen dem Namen einer Funktion und der Rechenvorschrift, mit der sie Werte erzeugt. - Achte bei D darauf, welche Zahl als Argument eingesetzt wird und welche Zahl als Funktionswert herauskommt. - Vergleiche bei D und E die Reihenfolge von Argument und Funktionswert mit den beiden Punktkoordinaten.

Lösung

1. A ist der Funktionsname, B der Funktionsterm, C die Funktionsgleichung, D eine Aussage über einen Funktionswert und E der zugehörige Graphpunkt. 2. In \(k(-2)=-11\) ist \(-2\) das Argument und \(-11\) der Funktionswert. 3. Die Aussage \(k(-2)=-11\) bedeutet, dass zum Argument \(-2\) der Funktionswert \(-11\) gehört. Im Koordinatensystem wird genau dieses Wertepaar durch den Punkt \(Q(-2\mid-11)\) dargestellt. 4. Der Funktionsterm \(4x-3\) ist die allgemeine Rechenvorschrift mit der Variablen \(x\). Der Wert \(-11\) entsteht erst, wenn das Argument \(-2\) eingesetzt wird.

Antwort

a) A: Funktionsname; B: Funktionsterm; C: Funktionsgleichung; D: Aussage über einen Funktionswert; E: Graphpunkt b) Argument: \(-2\); Funktionswert: \(-11\) c) D und E beschreiben dasselbe Wertepaar: \(k(-2)=-11\) entspricht \(Q(-2\mid-11)\). d) B ist die allgemeine Rechenvorschrift; \(-11\) ist ein einzelner Funktionswert für das Argument \(-2\).
5524298
Bei einem Versuch beschreibt \(T(t)\) die Temperatur einer Flüssigkeit in \(^\circ\text{C}\) nach \(t\) Minuten. Es gilt \(T(6)=18\). a) Welche Zahl ist das Argument, welche der Funktionswert? Gib jeweils auch die passende Einheit an. b) Welcher Punkt gehört zu dieser Aussage, wenn auf der waagerechten Achse die Zeit und auf der senkrechten Achse die Temperatur steht? c) Folgt aus \(T(6)=18\) auch \(T(18)=6\)? Begründe. d) Formuliere \(T(6)=18\) in einem Satz im Sachzusammenhang.

Denkanstöße

- Lies zuerst, welche Größe durch \(t\) und welche durch \(T(t)\) beschrieben wird. - Im Koordinatensystem steht das Argument an erster und der Funktionswert an zweiter Stelle. - Vertausche Eingabe und Ausgabe nicht: Eine bekannte Zuordnung lässt sich nicht automatisch umdrehen.

Lösung

1. Das Argument ist \(6\,\text{min}\), weil \(t\) die Zeit beschreibt. Der Funktionswert ist \(18\,^\circ\text{C}\), weil \(T(t)\) die Temperatur angibt. 2. Die Aussage entspricht dem Punkt \(P(6\mid18)\). 3. Nein. \(T(6)=18\) enthält nur die Zuordnung vom Argument \(6\) zum Funktionswert \(18\). Über \(T(18)\) wird nichts ausgesagt. 4. Nach \(6\,\text{Minuten}\) beträgt die Temperatur der Flüssigkeit \(18\,^\circ\text{C}\).

Antwort

a) Argument: \(6\,\text{min}\); Funktionswert: \(18\,^\circ\text{C}\) b) \(P(6\mid18)\) c) Nein. Aus \(T(6)=18\) folgt keine Aussage über \(T(18)\). d) Nach \(6\,\text{Minuten}\) beträgt die Temperatur \(18\,^\circ\text{C}\).
5563188
Der Graph der Funktion \(f\) ist dargestellt. a) Gib die Koordinaten des Schnittpunkts mit der \(x\)-Achse und des Schnittpunkts mit der \(y\)-Achse an. b) Welche Aussage über einen Funktionswert steckt im Schnittpunkt mit der \(x\)-Achse? c) Welchen Funktionswert liest du am Schnittpunkt mit der \(y\)-Achse ab?
Abbildung zur Aufgabe 556318

Denkanstöße

- Überlege, welche Koordinate auf der \(x\)-Achse immer \(0\) ist und welche auf der \(y\)-Achse. - Ein Punkt des Graphen \((x\mid y)\) bedeutet \(f(x)=y\). - Formuliere die beiden Schnittpunkte anschließend als Aussagen über Funktionswerte.

Lösung

1. Der Graph schneidet die \(x\)-Achse bei \((4\mid0)\) und die \(y\)-Achse bei \((0\mid-2)\). 2. Am Schnittpunkt mit der \(x\)-Achse ist der Funktionswert \(0\). Daher gilt \(f(4)=0\). 3. Am Schnittpunkt mit der \(y\)-Achse ist das Argument \(0\). Man liest \(f(0)=-2\) ab.

Antwort

a) \(x\)-Achse: \((4\mid0)\); \(y\)-Achse: \((0\mid-2)\) b) \(f(4)=0\) c) \(f(0)=-2\)
5563198
Im Koordinatensystem sind der Graph einer Funktion \(g\) und die drei Punkte \(P\), \(Q\) und \(R\) eingezeichnet. Alle drei Punkte haben das Argument \(x=2\). a) Lies \(g(2)\) am Graphen ab. b) Entscheide für jeden Punkt, ob er auf dem Graphen, oberhalb des Graphen oder unterhalb des Graphen liegt. c) Erkläre mithilfe von \(g(2)\), warum nur einer der drei Punkte zum Graphen der Funktion gehört.
Abbildung zur Aufgabe 556319

Denkanstöße

- Vergleiche alle drei Punkte bei demselben Argument \(x=2\). - Lies zuerst die Höhe des Funktionsgraphen an dieser Stelle ab. - Vergleiche danach die zweite Koordinate jedes Punktes mit dem abgelesenen Funktionswert.

Lösung

1. Bei \(x=2\) hat der Graph den Funktionswert \(g(2)=3\). 2. \(P=(2\mid1)\) liegt unterhalb des Graphen, \(Q=(2\mid3)\) liegt auf dem Graphen und \(R=(2\mid5)\) liegt oberhalb des Graphen. 3. Zum Argument \(2\) gehört bei der Funktion genau der Funktionswert \(3\). Deshalb gehört nur der Punkt mit der zweiten Koordinate \(3\), also \(Q\), zum Graphen.

Antwort

a) \(g(2)=3\) b) \(P\): unterhalb; \(Q\): auf dem Graphen; \(R\): oberhalb c) Nur \(Q=(2\mid3)\) gehört zum Graphen, weil für \(x=2\) der Funktionswert \(3\) ist.
4128608
Beurteile die folgenden allgemeinen Aussagen über Funktionen und ihre Graphen. Begründe deine Entscheidung jeweils durch eine kurze Erklärung oder ein Gegenbeispiel. a) Jeder Funktionsgraph schneidet oder berührt die \(x\)-Achse mindestens einmal. b) Ein Funktionsgraph kann die \(y\)-Achse an mehreren Stellen schneiden. c) Wenn ein Funktionsgraph den Punkt \((4\mid0)\) enthält, dann liegt bei \(x=4\) ein Schnitt- oder Berührpunkt mit der \(x\)-Achse vor.

Denkanstöße

- Kannst du dir einen Funktionsgraphen vorstellen, der vollständig oberhalb der \(x\)-Achse liegt? - Welche \(x\)-Koordinate besitzen alle Punkte auf der \(y\)-Achse? - Was bedeutet die Koordinate \(y=0\) für die Lage eines Punktes?

Lösung

1. Die Aussage ist falsch. Zum Beispiel liegt der Graph der konstanten Funktion \(f(x)=5\) vollständig oberhalb der \(x\)-Achse und hat keinen Punkt mit \(y=0\). 2. Die Aussage ist falsch. Auf der \(y\)-Achse gilt \(x=0\). Bei einer Funktion gehört zu diesem Argument höchstens ein Funktionswert, also kann der Graph die \(y\)-Achse höchstens an einer Stelle treffen. 3. Die Aussage ist wahr. Der Punkt \((4\mid0)\) hat die \(y\)-Koordinate \(0\) und liegt deshalb auf der \(x\)-Achse. Zugleich bedeutet der Punkt \(f(4)=0\).

Antwort

a) Falsch; zum Beispiel hat \(f(x)=5\) keinen Punkt auf der \(x\)-Achse. b) Falsch; zum Argument \(x=0\) darf bei einer Funktion höchstens ein Funktionswert gehören. c) Wahr; \((4\mid0)\) liegt auf der \(x\)-Achse und bedeutet \(f(4)=0\).
4132728
Betrachte die beiden Funktionen \(f_1(x)=\frac{4}{x}\) und \(f_2(x)=\frac{4}{x-2}+1\). 1. Zeige rechnerisch, dass der Punkt \(S(4\mid1)\) auf dem Graphen von \(f_1\) liegt. 2. Bestimme die Lage von \(S\) (oberhalb, unterhalb oder auf) im Verhältnis zum Graphen von \(f_2\). 3. Berechne die \(x\)-Koordinate des Punktes auf dem Graphen von \(f_2\), der den \(y\)-Wert \(5\) besitzt.

Denkanstöße

- Gehe schrittweise vor und setze die bekannten Werte in die jeweilige Funktionsgleichung ein. - Was bedeutet ein Vergleich von zwei \(y\)-Werten bei gleichem \(x\) für die Position eines Punktes? - Wie löst man eine Gleichung, bei der die gesuchte Variable im Nenner steht? - Achte darauf, welche Funktion in welchem Aufgabenteil gefragt ist.

Lösung

1. Prüfung für \(f_1\): \(f_1(4)=\frac{4}{4}=1\). Da der berechnete Wert der \(y\)-Koordinate von \(S\) entspricht, liegt \(S\) auf dem Graphen von \(f_1\). 2. Lage bezüglich \(f_2\): Es ist \(f_2(4)=\frac{4}{4-2}+1=3\). Da die \(y\)-Koordinate von \(S\) gleich \(1\) und damit kleiner als \(3\) ist, liegt \(S\) unterhalb des Graphen von \(f_2\). 3. Für die gesuchte \(x\)-Koordinate gilt \(f_2(x)=5\). Aus \(5=\frac{4}{x-2}+1\) folgt \(4=\frac{4}{x-2}\), also \(x-2=1\) und damit \(x=3\).

Antwort

1. \(f_1(4)=1\), daher liegt \(S\) auf dem Graphen von \(f_1\). 2. \(S\) liegt unterhalb des Graphen von \(f_2\), da \(f_2(4)=3\) und \(1<3\). 3. Die \(x\)-Koordinate ist \(x=3\).
4136868
Gegeben ist die lineare Funktion \(f(x)=2x-4\). a) Welche der Punkte \(A(2\mid0)\), \(B(0\mid-4)\) und \(C(4\mid3)\) liegen auf dem Graphen von \(f\)? b) Bestimme die fehlende Koordinate des Punktes \(D(x_D\mid2)\), der ebenfalls auf dem Graphen liegt. c) Gib eine zweite lineare Funktion \(g\) an, deren Graph zu \(f\) parallel ist, aber keinen gemeinsamen Punkt mit dem Graphen von \(f\) besitzt. Begründe deine Wahl.

Denkanstöße

- Wie kannst du jeden gegebenen Punkt mit einer Punktprobe prüfen? - Welche Gleichung entsteht aus der vorgegebenen \(y\)-Koordinate von \(D\)? - Was muss bei zwei echt parallelen linearen Funktionen für \(m\) und \(t\) gelten?

Lösung

1. \(f(2)=0\), also liegt \(A\) auf dem Graphen. \(f(0)=-4\), also liegt auch \(B\) auf dem Graphen. \(f(4)=4\neq3\), daher liegt \(C\) nicht auf dem Graphen. 2. Für \(D\) gilt \(2=2x_D-4\). Daraus folgt \(6=2x_D\) und \(x_D=3\). 3. Eine echt parallele Gerade muss dieselbe Steigung \(2\), aber einen anderen \(y\)-Achsenabschnitt besitzen. Zum Beispiel gilt \(g(x)=2x-8\). Daher schneiden sich die beiden Graphen nicht.

Antwort

a) \(A\) und \(B\) liegen auf dem Graphen, \(C\) nicht. b) \(x_D=3\) c) Zum Beispiel \(g(x)=2x-8\); gleiche Steigung, anderer Achsenabschnitt.
4332778
Eine lineare Funktion \(f\) hat die Steigung \(m=-0{,}4\) und die Nullstelle \(x=5\). Bestimme rechnerisch den \(x\)-Wert, für den der Funktionswert \(-2\) beträgt.

Denkanstöße

- Welcher Punkt auf der \(x\)-Achse gehört zur gegebenen Nullstelle? - Wie kannst du diesen Punkt zusammen mit der bekannten Steigung nutzen, um den Achsenabschnitt \(t\) zu bestimmen? - Welche Gleichung erhältst du anschließend für den vorgegebenen Funktionswert?

Lösung

1. Schreibe \(f(x)=-0{,}4x+t\). Aus der Nullstelle folgt \(0=-0{,}4\cdot 5+t\), also \(t=2\). Damit ist \(f(x)=-0{,}4x+2\). 2. Für den gesuchten Funktionswert gilt \(-2=-0{,}4x+2\). Daraus folgt \(-4=-0{,}4x\) und damit \(x=10\).

Antwort

Der Funktionswert beträgt \(-2\) für \(x=10\).
4349768
Die Abbildung zeigt den Graphen einer Funktion \(f\) für alle dargestellten Argumente von \(-4\) bis \(4\). Ermittle für die folgenden Bereiche jeweils den größten und den kleinsten Funktionswert: 1) \(-3\le x\le0\) 2) \(0\le x\le3\) 3) \(-4\le x\le4\)
Abbildung zur Aufgabe 434976

Denkanstöße

- Betrachte jeweils nur den Graphenabschnitt zwischen den beiden angegebenen \(x\)-Grenzen. - Vergleiche auffällige Hoch- und Tiefpunkte im Inneren mit den Funktionswerten an den Randstellen. - Lies für jeden Bereich den höchsten und den niedrigsten dargestellten \(y\)-Wert ab.

Lösung

1. Für \(-3\le x\le0\) liegt der kleinste Funktionswert bei \(x=-2\) mit \(f(-2)=-4\). Der größte Funktionswert liegt bei \(x=0\) mit \(f(0)=0\). 2. Für \(0\le x\le3\) liegt der größte Funktionswert bei \(x=2\) mit \(f(2)=4\). Der kleinste Funktionswert liegt bei \(x=0\) mit \(f(0)=0\). 3. Für \(-4\le x\le4\) ist der größte Funktionswert \(4\); er wird bei \(x=-4\) und \(x=2\) erreicht. Der kleinste Funktionswert ist \(-4\); er wird bei \(x=-2\) und \(x=4\) erreicht.

Antwort

1) größter Funktionswert: \(0\); kleinster Funktionswert: \(-4\) 2) größter Funktionswert: \(4\); kleinster Funktionswert: \(0\) 3) größter Funktionswert: \(4\); kleinster Funktionswert: \(-4\)
5516918
Für eine Funktion \(f\) gilt \(f(-2)=5\) und \(f(4)=5\). Jonas schreibt dazu: „In \(f(-2)=5\) ist \(5\) das Argument und \(-2\) der Funktionswert. Deshalb liegt der Punkt \(P(5\mid-2)\) auf dem Graphen. Außerdem kann \(f\) keine Funktion sein, weil der Wert \(5\) zweimal vorkommt.“ Finde und korrigiere alle drei Fehler in Jonas' Erklärung.

Denkanstöße

- Lies die Schreibweise \(f(x)=y\) von innen nach außen: Was steht in der Klammer, was rechts vom Gleichheitszeichen? - Übertrage Argument und Funktionswert in derselben Reihenfolge auf einen Punkt \((x\mid y)\). - Entscheidend für eine Funktion ist die Eindeutigkeit von der Eingabe zur Ausgabe.

Lösung

1. In \(f(-2)=5\) ist \(-2\) das Argument und \(5\) der Funktionswert. 2. Der zugehörige Graphpunkt ist \(P(-2\mid5)\), nicht \(P(5\mid-2)\). 3. Der Funktionswert \(5\) darf zu verschiedenen Argumenten gehören. Hier gilt \(f(-2)=5\) und \(f(4)=5\). Das widerspricht der Funktionseigenschaft nicht, solange jedem einzelnen Argument genau ein Funktionswert zugeordnet ist.

Antwort

Jonas hat Argument und Funktionswert vertauscht, dadurch auch die Punktkoordinaten vertauscht, und die Wiederholung eines Funktionswerts fälschlich als Verstoß gegen die Funktionseigenschaft gedeutet. Richtig ist: Argument \(-2\), Funktionswert \(5\), Punkt \(P(-2\mid5)\); derselbe Funktionswert darf zu mehreren Argumenten gehören.
5573188
Das Diagramm zeigt den vollständigen Graphen einer Funktion \(f\). Die Zahlenbeschriftung an der senkrechten Achse fehlt; die waagerechten Gitterlinien haben aber überall denselben Abstand. Der markierte Punkt \(P\) liegt auf dem Graphen und hat die Koordinaten \(P(2\mid6)\). a) Bestimme aus P, welchem Zahlenunterschied ein Gitterabstand in senkrechter Richtung entspricht. b) Prüfe die drei Aussagen \(f(-2)=4\), \(f(0)=2\) und \(f(3)=4\). Gib jeweils „richtig“ oder „falsch“ an und korrigiere falsche Aussagen. c) Bestimme alle Argumente, für die \(f(x)=4\) gilt. d) Beschreibe Definitionsmenge und Wertemenge durch Ungleichungen und bestimme die Schnittpunkte mit beiden Koordinatenachsen. e) Erkläre, warum das bloße Zählen der Gitterabstände ohne die Information über P zu falschen Funktionswerten führen könnte.
Abbildung zur Aufgabe 557318

Denkanstöße

- Nutze P zuerst ausschließlich zur Kalibrierung der senkrechten Skala. - Verwende die in a) gefundene Skala anschließend konsequent für alle Funktionswerte. - Für c) suchst du die zur Höhe \(4\) gehörende Gitterlinie und alle Schnittstellen mit dem Graphen. - Prüfe Definitions- und Wertemenge erst, nachdem die Skala feststeht.

Lösung

1. Der Punkt P liegt drei senkrechte Gitterabstände über der x-Achse und besitzt den Funktionswert \(6\). Daher entspricht ein senkrechter Gitterabstand dem Zahlenunterschied \(2\). 2. Bei \(x=-2\) liegt der Graph zwei Gitterabstände über der x-Achse, also bei \(4\); die erste Aussage ist richtig. Bei \(x=0\) liegt der Graph ebenfalls zwei Gitterabstände über der x-Achse, also gilt \(f(0)=4\); die zweite Aussage ist falsch. Bei \(x=3\) liegt der Graph bei \(4\); die dritte Aussage ist richtig. 3. Die Höhe \(4\) entspricht der zweiten waagerechten Gitterlinie über der x-Achse. Der Graph erreicht sie bei \(x=-2\), \(x=0\) und \(x=3\). 4. Der vollständige Graph reicht von \(x=-3\) bis \(x=4\), also \(-3\le x\le4\). Die Funktionswerte reichen von \(0\) bis \(6\), also \(0\le f(x)\le6\). Die Schnittpunkte mit der x-Achse sind \((-3\mid0)\) und \((4\mid0)\); die y-Achse wird bei \((0\mid4)\) geschnitten. 5. Die Abstände im Bild geben zunächst nur gleiche Schritte an. Erst P ordnet drei solchen Schritten den Wert \(6\) zu und legt damit die Skala fest. Wer jeden Schritt fälschlich als \(1\) liest, halbiert alle positiven Funktionswerte.

Antwort

a) Ein senkrechter Gitterabstand entspricht \(2\). b) \(f(-2)=4\): richtig; \(f(0)=2\): falsch, richtig ist \(f(0)=4\); \(f(3)=4\): richtig. c) \(x=-2,\ 0,\ 3\) d) \(-3\le x\le4\), \(0\le f(x)\le6\); x-Achse: \((-3\mid0)\), \((4\mid0)\); y-Achse: \((0\mid4)\) e) Erst P legt fest, welchen Zahlenwert ein Gitterabstand repräsentiert.

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