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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.

Asymptoten

Lernziele

  • Bestimmt senkrechte Asymptoten elementarer Hyperbeln.
  • Bestimmt waagrechte Asymptoten elementarer Hyperbeln.
  • Liest Asymptoten aus Graphen ab.
  • Nutzt Asymptoten für Graphenskizzen.
  • Bestimmt Parameter aus Asymptotenangaben.

Klicken Sie auf Aufgaben, um sie zum Drucken auszuwählen.

5532988
Gegeben ist \(f(x)=\frac{-3}{x-2}+4\). Gib ohne Rechnung die Gleichungen der senkrechten und der waagrechten Asymptote an.

Denkanstöße

- Welche Zahl macht den Nenner gleich null? - Welche Zahl steht außerhalb des Bruchs und verschiebt die Grundhyperbel nach oben oder unten?

Lösung

1. Der Nenner wird bei \(x=2\) null. Daher ist \(x=2\) die senkrechte Asymptote. 2. Außerhalb des Bruchs wird \(4\) addiert. Daher ist \(y=4\) die waagrechte Asymptote.

Antwort

Senkrechte Asymptote: \(x=2\). Waagrechte Asymptote: \(y=4\).
5572448
Gegeben ist \(f(x)=\frac{4}{x+2}-3\). Gib die Gleichungen der senkrechten und der waagrechten Asymptote an.

Denkanstöße

- Bei welchem \(x\)-Wert wird der Nenner null? - Welcher konstante Summand steht außerhalb des Bruchs? - Welcher der beiden Werte gehört zur senkrechten und welcher zur waagrechten Asymptote?

Lösung

1. Der Nenner \(x+2\) wird bei \(x=-2\) null. Daher ist \(x=-2\) die senkrechte Asymptote. 2. Der Summand außerhalb des Bruchs ist \(-3\). Daher ist \(y=-3\) die waagrechte Asymptote.

Antwort

Senkrechte Asymptote: \(x=-2\) Waagrechte Asymptote: \(y=-3\)
5572458
Lies aus dem abgebildeten Graphen die Gleichungen der senkrechten und der waagrechten Asymptote ab.
Abbildung zur Aufgabe 557245

Denkanstöße

- An welcher senkrechten Gitterlinie rücken die beiden Äste immer näher heran? - Welche waagrechte Höhe wird weit weg von der Definitionslücke angenähert? - Die Asymptoten selbst sind nicht eingezeichnet; nutze die Form des Graphen.

Lösung

1. Die Graphäste nähern sich der senkrechten Geraden \(x=1\). Daher ist \(x=1\) die senkrechte Asymptote. 2. Für weiter links und rechts liegende \(x\)-Werte nähert sich der Graph der Höhe \(y=2\). Daher ist \(y=2\) die waagrechte Asymptote.

Antwort

Senkrechte Asymptote: \(x=1\) Waagrechte Asymptote: \(y=2\)
4132378
Bestimme die Gleichungen der waagrechten und senkrechten Asymptoten: a) \(f(x)=\frac{4}{x-2}+3\) b) \(g(x)=-\frac{2}{x+1}-5\) Beschreibe außerdem, wie man die Asymptoten aus der allgemeinen Form \(y=\frac{a}{x+b}+c\) ablesen kann.

Denkanstöße

- Für welchen \(x\)-Wert wird jeweils der Nenner null? - Welcher Summand verschiebt die Hyperbel nach oben oder unten? - Formuliere die beiden Beobachtungen anschließend für \(\frac{a}{x+b}+c\).

Lösung

1. Bei \(f\) wird der Nenner für \(x=2\) null; die senkrechte Asymptote ist \(x=2\). Der konstante Summand liefert \(y=3\). 2. Bei \(g\) wird der Nenner für \(x=-1\) null; die senkrechte Asymptote ist \(x=-1\). Der konstante Summand liefert \(y=-5\). 3. Allgemein hat \(y=\frac{a}{x+b}+c\) die senkrechte Asymptote \(x=-b\) und die waagrechte Asymptote \(y=c\).

Antwort

a) \(x=2\), \(y=3\) b) \(x=-1\), \(y=-5\) Allgemein: senkrechte Asymptote \(x=-b\), waagrechte Asymptote \(y=c\).
4132438
Betrachte \(f(x)=\frac{4}{x}+3\). a) Die Grundmenge ist \(\mathbb{Q}\). Bestimme die maximale Definitionsmenge \(D_f\). b) Berechne \(f(10)\), \(f(100)\) und \(f(1000)\). c) Beschreibe, wie sich die Funktionswerte bei immer größeren positiven \(x\)-Werten verändern. Welcher Geraden nähert sich der Graph dabei an?

Denkanstöße

- Welche Zahl darf nicht in den Nenner eingesetzt werden? - Vergleiche die drei berechneten Funktionswerte miteinander. - Wie verändert sich \(4/x\), wenn \(x\) positiv und immer größer wird?

Lösung

1. Da der Nenner nicht null sein darf, ist \(D_f=\mathbb{Q}\setminus\{0\}\). 2. Es ist \(f(10)=3{,}4\), \(f(100)=3{,}04\) und \(f(1000)=3{,}004\). 3. Bei immer größeren positiven \(x\)-Werten wird \(\frac{4}{x}\) immer kleiner und bleibt positiv. Daher kommen die Funktionswerte dem Wert \(3\) von oben immer näher. 4. Die waagrechte Asymptote ist \(y=3\).

Antwort

a) \(D_f=\mathbb{Q}\setminus\{0\}\) b) \(f(10)=3{,}4\), \(f(100)=3{,}04\), \(f(1000)=3{,}004\) c) Die Funktionswerte kommen \(3\) von oben immer näher; waagrechte Asymptote: \(y=3\).
4132468
Gegeben ist \(f(x)=\frac{6}{x}-3\) mit \(D_f=\mathbb{Q}\setminus\{0\}\). a) Berechne \(f(x)\) für \(x\in\{1;2;3;6\}\). b) Bestimme die Nullstelle von \(f\). c) Welchem Wert kommen die Funktionswerte für immer größere positive \(x\)-Werte näher? Begründe.

Denkanstöße

- Setze die angegebenen \(x\)-Werte in den Funktionsterm ein. - Was muss für den Funktionswert an einer Nullstelle gelten? - Wie verändert sich \(\frac{6}{x}\), wenn der positive Nenner immer größer wird?

Lösung

1. Es ist \(f(1)=3\), \(f(2)=0\), \(f(3)=-1\) und \(f(6)=-2\). 2. Aus \(\frac{6}{x}-3=0\) folgt \(\frac{6}{x}=3\) und damit \(x=2\). 3. Für immer größere positive \(x\)-Werte wird \(\frac{6}{x}\) immer kleiner und bleibt positiv. Daher kommen die Funktionswerte dem Wert \(-3\) immer näher.

Antwort

a) \(f(1)=3\), \(f(2)=0\), \(f(3)=-1\), \(f(6)=-2\) b) \(x=2\) c) Die Funktionswerte kommen \(-3\) immer näher, weil \(\frac{6}{x}\) für immer größere positive \(x\) positiv bleibt und immer kleiner wird.
4132528
Gegeben ist \(f(x)=\frac{4}{x+5}-2\). a) Die Grundmenge ist \(\mathbb{Q}\). Bestimme die maximale Definitionsmenge \(D_f\). Welcher Wert ist ausgeschlossen und welche Gleichung hat die senkrechte Asymptote? b) Betrachte sehr große positive und betragsmäßig große negative \(x\)-Werte. Welche Gleichung hat die waagrechte Asymptote? c) Gib den Schnittpunkt der beiden Asymptoten an.

Denkanstöße

- Für welchen \(x\)-Wert wird der Nenner null? - Wie groß ist der Bruchterm, wenn der Betrag des Nenners sehr groß ist? - Welche Koordinaten hat der Schnittpunkt einer senkrechten und einer waagrechten Geraden?

Lösung

1. Der Nenner wird bei \(x=-5\) null. Daher ist \(D_f=\mathbb{Q}\setminus\{-5\}\) und die senkrechte Asymptote \(x=-5\). 2. Für betragsmäßig große \(x\)-Werte wird \(\frac{4}{x+5}\) klein im Betrag. Deshalb kommen die Funktionswerte dem Wert \(-2\) immer näher. Die waagrechte Asymptote ist \(y=-2\). 3. Die beiden Asymptoten schneiden sich in \(M(-5\mid-2)\).

Antwort

a) \(D_f=\mathbb{Q}\setminus\{-5\}\); senkrechte Asymptote: \(x=-5\) b) \(y=-2\) c) \(M(-5\mid-2)\)
4132588
Gegeben ist \(f(x)=\frac{4}{x+2}-3\). a) Bestimme die senkrechte und die waagrechte Asymptote. b) Die Grundmenge ist \(\mathbb{Q}\). Gib \(D_f\) und \(W_f\) an. c) Beschreibe, wie sich die Funktionswerte verhalten, wenn sich \(x\) der Zahl \(-2\) von rechts nähert. Nutze zum Erkunden zum Beispiel \(x=-1{,}9\) und \(x=-1{,}99\).

Denkanstöße

- Welche beiden Asymptoten erkennst du direkt aus dem Term? - Welche Werte müssen deshalb aus Definitions- und Wertemenge ausgeschlossen werden? - Welche Vorzeichen und Größen haben die Nenner bei \(-1{,}9\) und \(-1{,}99\)?

Lösung

1. Der Nenner wird bei \(x=-2\) null. Daher ist die senkrechte Asymptote \(x=-2\). Der konstante Summand liefert die waagrechte Asymptote \(y=-3\). 2. Es gilt \(D_f=\mathbb{Q}\setminus\{-2\}\) und \(W_f=\mathbb{Q}\setminus\{-3\}\). 3. Für \(x=-1{,}9\) ist \(f(x)=37\), für \(x=-1{,}99\) ist \(f(x)=397\). Von rechts ist \(x+2\) positiv und wird immer kleiner. Dadurch werden die Funktionswerte immer größer und bleiben positiv.

Antwort

a) \(x=-2\), \(y=-3\) b) \(D_f=\mathbb{Q}\setminus\{-2\}\), \(W_f=\mathbb{Q}\setminus\{-3\}\) c) Von rechts werden die Funktionswerte immer größer und positiv.
4132618
Gegeben ist die Funktion \(f\) mit \(f(x)=\frac{2}{x+4}-3\) und der Grundmenge \(\mathbb{Q}\). a) Bestimme die maximale Definitionsmenge \(D_f\) der Funktion. b) Gib die Gleichungen der senkrechten und der waagrechten Asymptote an. c) Berechne die Koordinaten des Schnittpunkts des Graphen mit der \(y\)-Achse. d) Überprüfe rechnerisch, ob der Punkt \(P(-2\mid-2)\) auf dem Graphen von \(f\) liegt.

Denkanstöße

- Für welchen \(x\)-Wert wird der Nenner null? - Welche Angaben im Term bestimmen die beiden Asymptoten? - Welchen \(x\)-Wert haben alle Punkte auf der \(y\)-Achse? - Wie kannst du mit einer Punktprobe prüfen, ob \(P\) auf dem Graphen liegt?

Lösung

1. Der Nenner darf nicht null werden. Aus \(x+4=0\) folgt \(x=-4\). Daher ist \(D_f=\mathbb{Q}\setminus\{-4\}\). 2. An der Definitionslücke liegt die senkrechte Asymptote \(x=-4\). Aus dem konstanten Summanden folgt die waagrechte Asymptote \(y=-3\). 3. Für die \(y\)-Achse gilt \(x=0\). Es ist \(f(0)=\frac{2}{4}-3=-2{,}5\). Also ist \(S_y(0\mid-2{,}5)\). 4. Es ist \(f(-2)=\frac{2}{2}-3=-2\). Damit liegt \(P(-2\mid-2)\) auf dem Graphen.

Antwort

a) \(D_f=\mathbb{Q}\setminus\{-4\}\) b) Senkrechte Asymptote: \(x=-4\); waagrechte Asymptote: \(y=-3\) c) \(S_y(0\mid-2{,}5)\) d) Ja, denn \(f(-2)=-2\).
4133368
Gegeben ist \(f(x)=\frac{4}{x+3}-2\). a) Die Grundmenge ist \(\mathbb{Q}\). Bestimme die maximale Definitionsmenge \(D_f\). b) Gib die Gleichungen der senkrechten und der waagrechten Asymptote an. c) Berechne \(S_y\).

Denkanstöße

- Für welchen \(x\)-Wert wird der Nenner null? - Welcher konstante Summand bestimmt die waagrechte Asymptote? - Welchen \(x\)-Wert setzt du für einen Punkt auf der \(y\)-Achse ein?

Lösung

1. Der Nenner wird bei \(x=-3\) null. Daher ist \(D_f=\mathbb{Q}\setminus\{-3\}\). 2. Die senkrechte Asymptote ist \(x=-3\), die waagrechte Asymptote ist \(y=-2\). 3. Für die \(y\)-Achse gilt \(x=0\). Es ist \(f(0)=\frac{4}{3}-2=-\frac{2}{3}\). Daher ist \(S_y\left(0\mid-\frac{2}{3}\right)\).

Antwort

a) \(D_f=\mathbb{Q}\setminus\{-3\}\) b) \(x=-3\), \(y=-2\) c) \(S_y\left(0\mid-\frac{2}{3}\right)\)
4133428
Gegeben ist \(f(x)=\frac{4}{x+3}-5\) mit der Grundmenge \(\mathbb{Q}\). a) Bestimme die senkrechte und die waagrechte Asymptote. b) Gib die Definitionsmenge \(D_f\) an und beschreibe den Zusammenhang zwischen \(D_f\) und der senkrechten Asymptote.

Denkanstöße

- Welcher \(x\)-Wert macht den Nenner null? - Welcher Summand bestimmt die Höhe der waagrechten Asymptote? - Vergleiche den ausgeschlossenen Wert der Definitionsmenge mit der senkrechten Asymptote.

Lösung

1. Aus \(x+3=0\) folgt \(x=-3\). Daher ist die senkrechte Asymptote \(x=-3\). 2. Der konstante Summand liefert die waagrechte Asymptote \(y=-5\). 3. Weil \(x=-3\) ausgeschlossen ist, gilt \(D_f=\mathbb{Q}\setminus\{-3\}\). 4. Die Definitionslücke hat dieselbe \(x\)-Koordinate wie die senkrechte Asymptote.

Antwort

a) \(x=-3\), \(y=-5\) b) \(D_f=\mathbb{Q}\setminus\{-3\}\); die senkrechte Asymptote liegt genau an der Definitionslücke.
4139788
Gegeben ist die gebrochen-rationale Funktion \(f\) mit der Gleichung \(f(x)=\frac{2}{x-4}+1\). a) Gib die Gleichungen der senkrechten und der waagrechten Asymptote an. b) Berechne die Koordinaten des Schnittpunkts des Graphen mit der \(y\)-Achse.

Denkanstöße

- Worauf musst du achten, wenn der Nenner einer Funktion null wird? - Welchem Wert nähern sich die Funktionswerte an, wenn der Betrag von \(x\) sehr groß wird? - Wie findet man allgemein den Schnittpunkt eines Graphen mit der \(y\)-Achse?

Lösung

1. Der Nenner wird bei \(x=4\) null. Daher ist die senkrechte Asymptote \(x=4\). 2. Der konstante Summand liefert die waagrechte Asymptote \(y=1\). 3. Für den Schnittpunkt mit der \(y\)-Achse setzt man \(x=0\): \(f(0)=\frac{2}{-4}+1=0{,}5\). 4. Damit ist \(S_y(0\mid0{,}5)\).

Antwort

a) Senkrechte Asymptote: \(x=4\); waagrechte Asymptote: \(y=1\). b) \(S_y(0\mid0{,}5)\)
4332858
Betrachte die Graphen der beiden gebrochen-rationalen Funktionen \(f\) und \(g\). a) Gib für beide Funktionen die senkrechte und die waagrechte Asymptote an. b) Die Grundmenge ist jeweils \(\mathbb{Q}\). Bestimme für jede Funktion die maximale Definitionsmenge.
Abbildung zur Aufgabe 433285

Denkanstöße

- Bei welchem \(x\)-Wert nähern sich die Äste jeweils einer senkrechten Geraden? - Welcher waagrechten Geraden nähert sich jeder Graph weit weg von der Definitionslücke? - Welcher Wert muss jeweils aus der Definitionsmenge ausgeschlossen werden?

Lösung

1. Für \(f\) liest man die senkrechte Asymptote \(x=3\) und die waagrechte Asymptote \(y=2\) ab. Daher ist \(D_f=\mathbb{Q}\setminus\{3\}\). 2. Für \(g\) liest man die senkrechte Asymptote \(x=-2\) und die waagrechte Asymptote \(y=-1\) ab. Daher ist \(D_g=\mathbb{Q}\setminus\{-2\}\).

Antwort

a) \(f\): \(x=3\), \(y=2\); \(g\): \(x=-2\), \(y=-1\) b) \(D_f=\mathbb{Q}\setminus\{3\}\); \(D_g=\mathbb{Q}\setminus\{-2\}\)
4332928
Gegeben ist der Graph einer Funktion \(f\) mit \(f(x)=\frac{1}{x+b}+c\). a) Bestimme die Definitionslücke und die Gleichung der senkrechten Asymptote. Bestimme \(b\). b) Lies die waagrechte Asymptote ab und bestimme \(c\). c) Wähle einen Punkt \(P(x\mid y)\) auf dem Graphen mit ganzzahligen Koordinaten und führe eine Punktprobe durch. d) Beschreibe, was mit den Funktionswerten geschieht, wenn die positiven \(x\)-Werte immer größer werden.
Abbildung zur Aufgabe 433292

Denkanstöße

- Wo erkennst du die senkrechte Asymptote im Graphen? - Wie hängen die beiden Asymptoten mit \(b\) und \(c\) zusammen? - Suche für die Punktprobe einen gut ablesbaren Gitterpunkt. - Wie verändert sich der positive Bruchterm bei immer größeren positiven \(x\)-Werten?

Lösung

1. Aus dem Graphen liest man die senkrechte Asymptote und Definitionslücke bei \(x=3\) ab. Daher gilt \(b=-3\). 2. Die waagrechte Asymptote ist \(y=2\). Somit ist \(c=2\) und \(f(x)=\frac{1}{x-3}+2\). 3. Ein gut ablesbarer Punkt ist \(P(4\mid3)\). Es gilt \(f(4)=\frac{1}{1}+2=3\), also erfüllt der Punkt die Funktionsgleichung. 4. Für immer größere positive \(x\)-Werte wird \(\frac{1}{x-3}\) immer kleiner und bleibt positiv. Daher kommen die Funktionswerte dem Wert \(2\) von oben immer näher.

Antwort

a) Definitionslücke und senkrechte Asymptote: \(x=3\); \(b=-3\) b) Waagrechte Asymptote: \(y=2\); \(c=2\) c) Zum Beispiel \(P(4\mid3)\), denn \(f(4)=3\). d) Die Funktionswerte kommen \(2\) von oben immer näher.
4336368
Gegeben ist der Graph einer gebrochen-rationalen Funktion. a) Lies die senkrechte und die waagrechte Asymptote aus der Abbildung ab. b) Lies außerdem den Schnittpunkt \(S_x\) mit der \(x\)-Achse aus der Abbildung ab.
Abbildung zur Aufgabe 433636

Denkanstöße

- Welchen Geraden nähern sich die Graphäste an? - Suche anschließend die Stelle, an der der Graph die \(x\)-Achse schneidet. - Welche \(y\)-Koordinate hat jeder Punkt auf der \(x\)-Achse?

Lösung

1. Aus dem Graphen liest man die senkrechte Asymptote \(x=-3\) und die waagrechte Asymptote \(y=-1\) ab. 2. Der Graph schneidet die \(x\)-Achse bei \(x=-1\). Daher ist \(S_x(-1\mid0)\).

Antwort

a) \(x=-3\), \(y=-1\) b) \(S_x(-1\mid0)\)
5565388
Bestimme aus dem abgebildeten Graphen die senkrechte und die waagrechte Asymptote. Begründe deine Wahl damit, welchen Geraden sich die beiden Äste annähern.
Abbildung zur Aufgabe 556538

Denkanstöße

- An welcher senkrechten Gitterlinie rücken beide Äste immer näher heran? - Welche waagrechte Höhe scheint der Graph weiter links und rechts anzunähern? - Die gesuchten Geraden sind nicht eingezeichnet; nutze die Form der Kurve selbst.

Lösung

1. In der Nähe von \(x=-1\) verlaufen die beiden Äste immer steiler und nähern sich der senkrechten Geraden \(x=-1\). Das ist die senkrechte Asymptote. 2. Für betragsmäßig größere \(x\)-Werte nähert sich der Graph der waagrechten Geraden \(y=2\). Das ist die waagrechte Asymptote.

Antwort

Senkrechte Asymptote: \(x=-1\), weil sich beide Äste der senkrechten Geraden bei \(x=-1\) annähern. Waagrechte Asymptote: \(y=2\), weil sich der Graph für weiter links und rechts liegende \(x\)-Werte der Höhe \(y=2\) annähert.
5565478
Gegeben ist \(f(x)=\frac{3}{x+1}+4\) mit der Grundmenge \(\mathbb{Q}\). a) Gib die waagrechte Asymptote an. b) Welcher einzelne Wert fehlt in der Wertemenge \(W_f\)? c) Schreibe \(W_f\) auf und erkläre in einem Satz, warum in a) und b) dieselbe Zahl vorkommt.

Denkanstöße

- Welcher konstante Summand steht außerhalb des Bruchs? - Kann der Bruchanteil mit Zähler \(3\) jemals den Wert \(0\) annehmen? - Welche Verbindung ergibt sich dadurch zwischen Asymptotenhöhe und Wertemenge?

Lösung

1. Der konstante Summand ist \(4\). Deshalb ist die waagrechte Asymptote \(y=4\). 2. Der Bruchanteil \(\frac{3}{x+1}\) ist für zulässige \(x\) nie \(0\). Deshalb kann \(f(x)\) nie genau \(4\) werden. 3. Somit gilt \(W_f=\mathbb{Q}\setminus\{4\}\). Die Höhe der waagrechten Asymptote ist genau der Wert, den die verschobene Hyperbel nicht annimmt.

Antwort

a) \(y=4\) b) Der Wert \(4\) fehlt. c) \(W_f=\mathbb{Q}\setminus\{4\}\); die Asymptotenhöhe ist derselbe ausgeschlossene Funktionswert, weil der Bruchanteil nie \(0\) wird.
4132288
Gegeben ist \(f(x)=\frac{4}{x-1}+2\) mit der Grundmenge \(\mathbb{Q}\). a) Bestimme \(D_f\) und \(W_f\). b) Gib die Gleichungen der waagrechten und der senkrechten Asymptote an. c) Berechne den Schnittpunkt des Graphen mit der \(y\)-Achse.

Denkanstöße

- Bei welchem \(x\)-Wert wird der Nenner null? - Welchen Wert kann der Bruchanteil \(\frac{4}{x-1}\) nie annehmen? - Welchen \(x\)-Wert setzt du für einen Punkt auf der \(y\)-Achse ein?

Lösung

1. Der Nenner wird bei \(x=1\) null. Daher ist \(D_f=\mathbb{Q}\setminus\{1\}\). 2. Die senkrechte Asymptote liegt bei \(x=1\). 3. Für \(x\)-Werte mit großem Betrag wird der Bruchanteil \(\frac{4}{x-1}\) immer kleiner. Der Graph nähert sich daher der Geraden \(y=2\); dies ist die waagrechte Asymptote. 4. Da \(\frac{4}{x-1}\) nie \(0\) ist, wird der Wert \(2\) nicht erreicht. Somit ist \(W_f=\mathbb{Q}\setminus\{2\}\). 5. Für den Schnittpunkt mit der \(y\)-Achse setzt man \(x=0\): \(f(0)=\frac{4}{-1}+2=-2\). Also ist \(S_y(0\mid-2)\).

Antwort

a) \(D_f=\mathbb{Q}\setminus\{1\}\); \(W_f=\mathbb{Q}\setminus\{2\}\) b) Senkrechte Asymptote: \(x=1\); waagrechte Asymptote: \(y=2\) c) \(S_y(0\mid-2)\)
4132368
Betrachte die beiden Funktionen \(f(x)=\frac{1}{x-3}+2\) und \(g(x)=\frac{1}{x+2}-3\). a) Bestimme für beide Funktionen die Gleichungen der Asymptoten. b) Berechne den Abstand der beiden senkrechten Asymptoten zueinander sowie den Abstand der beiden waagrechten Asymptoten zueinander. c) Wie verändert sich die Lage der Asymptoten, wenn man von der Funktion \(f\) zur Funktion \(g\) übergeht? Beschreibe die Verschiebung.

Denkanstöße

- Bestimme zuerst alle vier Asymptotengleichungen einzeln. - Wie berechnet man den Abstand zwischen zwei parallelen Geraden im Koordinatensystem? - Vergleiche die Werte für die Lage in \(x\)- und \(y\)-Richtung. In welche Richtung verschieben sich die Asymptoten?

Lösung

1. Asymptoten von \(f\): senkrechte Asymptote \(x=3\), waagrechte Asymptote \(y=2\). 2. Asymptoten von \(g\): senkrechte Asymptote \(x=-2\), waagrechte Asymptote \(y=-3\). 3. Der Abstand der senkrechten Asymptoten beträgt \(|3-(-2)|=5\) Einheiten. 4. Der Abstand der waagrechten Asymptoten beträgt \(|2-(-3)|=5\) Einheiten. 5. Beschreibung der Verschiebung: Um von der Lage der Asymptoten von \(f\) zu denen von \(g\) zu kommen, müssen der Graph und seine Asymptoten um \(5\) Einheiten nach links und um \(5\) Einheiten nach unten verschoben werden.

Antwort

a) \(f\): \(x=3\), \(y=2\); \(g\): \(x=-2\), \(y=-3\) b) Abstand der senkrechten Asymptoten: \(5\) Einheiten; Abstand der waagrechten Asymptoten: \(5\) Einheiten c) Verschiebung um \(5\) Einheiten nach links und \(5\) Einheiten nach unten.
4132398
Gegeben ist \(f(x)=\frac{3}{2x-6}+1\). a) Die Grundmenge ist \(\mathbb{Q}\). Ermittle die maximale Definitionsmenge \(D_f\) und die beiden Asymptoten. b) Untersuche \(g(x)=2f(x)\). Bestimme die Asymptoten von \(g\) und beurteile: „Wenn man den gesamten Funktionsterm mit \(2\) multipliziert, verdoppeln sich die Zahlenwerte in beiden Asymptotengleichungen.“

Denkanstöße

- Welche Stelle macht den Nenner null? - Schreibe den Bruch so um, dass im Nenner nur \(x-3\) steht. - Multipliziere bei \(g=2f\) wirklich den gesamten Funktionsterm und vergleiche danach beide Asymptoten.

Lösung

1. Aus \(2x-6=0\) folgt \(x=3\). Daher ist \(D_f=\mathbb{Q}\setminus\{3\}\) und die senkrechte Asymptote \(x=3\). 2. Es gilt \(f(x)=\frac{1{,}5}{x-3}+1\). Daher ist die waagrechte Asymptote \(y=1\). 3. Für \(g\) gilt \(g(x)=\frac{3}{x-3}+2\). Die senkrechte Asymptote bleibt \(x=3\), die waagrechte Asymptote ist \(y=2\). 4. Die Aussage ist falsch: Nur der Zahlenwert der waagrechten Asymptote verdoppelt sich; die senkrechte Asymptote bleibt unverändert.

Antwort

a) \(D_f=\mathbb{Q}\setminus\{3\}\); Asymptoten \(x=3\), \(y=1\) b) Für \(g\): senkrechte Asymptote \(x=3\), waagrechte Asymptote \(y=2\). Die Aussage ist falsch: Die senkrechte Asymptote bleibt unverändert; nur der Zahlenwert der waagrechten Asymptote verdoppelt sich.
4132458
Der Graph einer gebrochen-rationalen Funktion der Form \(h(x)=\frac{a}{x}+c\) hat die waagrechte Asymptote \(y=-5\). Zudem verläuft der Graph durch den Punkt \(P(2\mid-4)\). a) Bestimme \(a\) und \(c\) und gib die Funktionsgleichung an. b) Berechne, für welchen \(x\)-Wert die Funktion den Wert \(-4{,}9\) annimmt. c) Begründe rechnerisch, warum der Graph seine waagrechte Asymptote \(y=-5\) nicht schneidet.

Denkanstöße

- Welche Konstante im Funktionsterm gibt die waagrechte Asymptote an? - Nutze danach den gegebenen Punkt, um den verbleibenden Parameter zu bestimmen. - Welche Gleichung müsste gelten, wenn der Graph die Gerade \(y=-5\) tatsächlich schneiden würde?

Lösung

1. Aus der waagrechten Asymptote folgt \(c=-5\). 2. Mit \(P(2\mid-4)\) gilt \(-4=\frac{a}{2}-5\). Daraus folgt \(a=2\) und damit \(h(x)=\frac{2}{x}-5\). 3. Für \(h(x)=-4{,}9\) gilt \(-4{,}9=\frac{2}{x}-5\), also \(0{,}1=\frac{2}{x}\) und \(x=20\). 4. Ein Schnitt mit \(y=-5\) würde \(-5=\frac{2}{x}-5\) und damit \(0=\frac{2}{x}\) verlangen. Das ist wegen des konstanten Zählers \(2\) unmöglich.

Antwort

a) \(c=-5\), \(a=2\); \(h(x)=\frac{2}{x}-5\) b) \(x=20\) c) Kein Schnitt mit \(y=-5\), denn \(\frac{2}{x}=0\) hat keine Lösung.
4132538
Der Graph einer Funktion \(h(x)=\frac{1}{x+b}+c\) besitzt eine senkrechte und eine waagrechte Asymptote. Die senkrechte Asymptote verläuft durch \(P(-3\mid0)\), die waagrechte durch \(Q(0\mid4{,}5)\). a) Bestimme die Gleichungen der beiden Asymptoten. b) Ermittle \(b\) und \(c\). c) Begründe, warum der Graph die Gerade \(y=4{,}5\) niemals schneiden kann.

Denkanstöße

- Welche Gleichung hat eine senkrechte beziehungsweise waagrechte Gerade durch einen gegebenen Punkt? - Wie hängt die senkrechte Asymptote mit \(b\) in \(x+b\) zusammen? - Welche Gleichung müsste für einen Schnittpunkt mit der waagrechten Asymptote erfüllt sein?

Lösung

1. Die senkrechte Gerade durch \(P(-3\mid0)\) hat die Gleichung \(x=-3\). Die waagrechte Gerade durch \(Q(0\mid4{,}5)\) hat die Gleichung \(y=4{,}5\). 2. Aus \(x=-b=-3\) folgt \(b=3\). Aus der waagrechten Asymptote folgt \(c=4{,}5\). Damit ist \(h(x)=\frac{1}{x+3}+4{,}5\). 3. Für einen Schnittpunkt mit \(y=4{,}5\) müsste \(\frac{1}{x+3}=0\) gelten. Ein Bruch mit Zähler \(1\) kann jedoch nicht null werden.

Antwort

a) \(x=-3\), \(y=4{,}5\) b) \(b=3\), \(c=4{,}5\) c) Kein Schnittpunkt, weil \(\frac{1}{x+3}\ne0\) für alle zulässigen \(x\).
4132748
Gegeben ist \(h(x)=-\frac{2}{x-4}+1\) mit \(D_h=\mathbb{Q}\setminus\{4\}\). a) Gib die Gleichungen der beiden Asymptoten an. b) Berechne \(h(2)\). c) Begründe, warum der Funktionswert \(1\) nicht angenommen wird.

Denkanstöße

- Welcher \(x\)-Wert macht den Nenner null? - Welcher konstante Summand bestimmt die waagrechte Asymptote? - Kann ein Bruch mit einem von null verschiedenen konstanten Zähler den Wert \(0\) annehmen?

Lösung

1. Der Nenner wird bei \(x=4\) null. Daher ist \(x=4\) die senkrechte Asymptote. Der konstante Summand liefert die waagrechte Asymptote \(y=1\). 2. Es ist \(h(2)=-\frac{2}{2-4}+1=2\). 3. Für \(h(x)=1\) müsste \(-\frac{2}{x-4}=0\) gelten. Ein Bruch mit dem Zähler \(-2\) kann jedoch nicht null werden. Deshalb wird der Wert \(1\) nicht angenommen.

Antwort

a) \(x=4\) und \(y=1\) b) \(h(2)=2\) c) Der Wert \(1\) wird nicht angenommen, weil \(-\frac{2}{x-4}\) nie \(0\) ist.
4132798
Gegeben sind die Funktionsgleichungen zweier gebrochen-rationaler Funktionen: \(f(x)=\frac{1}{x-2}+3\) \(g(x)=\frac{1}{x+2}-3\) a) Bestimme für beide Funktionen die Gleichungen der senkrechten und waagrechten Asymptoten. b) Die Asymptoten einer Funktion schneiden sich in einem Punkt \(M\). Gib die Koordinaten der Schnittpunkte \(M_f\) und \(M_g\) für beide Funktionen an. Was fällt dir beim Vergleich dieser Punkte auf?

Denkanstöße

- Welcher Wert für \(x\) führt dazu, dass der Nenner null wird? - Welchem Wert nähern sich die Funktionswerte an, wenn der Bruchterm betragsmäßig klein wird? - Erinnere dich daran, wie man Punkte im Koordinatensystem spiegelt.

Lösung

1. Für \(f\) sind die Asymptoten \(x=2\) und \(y=3\). 2. Für \(g\) sind die Asymptoten \(x=-2\) und \(y=-3\). 3. Daher ist \(M_f(2\mid3)\) und \(M_g(-2\mid-3)\). 4. Die Punkte \(M_f\) und \(M_g\) sind punktsymmetrisch zum Ursprung \(O(0\mid0)\).

Antwort

a) \(f\): senkrechte Asymptote \(x=2\), waagrechte Asymptote \(y=3\); \(g\): senkrechte Asymptote \(x=-2\), waagrechte Asymptote \(y=-3\). b) \(M_f(2\mid3)\) und \(M_g(-2\mid-3)\). Die Punkte liegen punktsymmetrisch zum Ursprung.
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Betrachte die Funktion \(f(x) = \frac{3}{x - 2} + 1\). Der Graph nähert sich den Geraden \(x = 2\) und \(y = 1\) an. a) Erkläre, warum der Graph der Funktion die senkrechte Asymptote niemals schneiden kann. b) Untersuche rechnerisch, ob der Graph die waagrechte Asymptote schneidet. Setze dazu den Funktionsterm mit dem Wert der waagrechten Asymptote gleich und versuche, die Gleichung zu lösen. Was stellst du fest?

Denkanstöße

- Was passiert mathematisch, wenn du versuchst, \(x = 2\) in den Term einzusetzen? - Was müsste passieren, damit ein Bruch den Wert null ergibt? - Überlege dir, ob eine Gleichung wie \(3 = 0\) jemals wahr sein kann.

Lösung

1. Begründung zur senkrechten Asymptote: Die senkrechte Asymptote liegt bei \(x = 2\). Dieser Wert ist nicht in der Definitionsmenge enthalten, da der Nenner sonst null wäre (Division durch null ist nicht definiert). Da die Funktion für \(x = 2\) keinen Wert besitzt, kann es dort keinen Punkt auf dem Graphen geben. 2. Untersuchung der waagrechten Asymptote: Setze \(f(x) = 1\). Daraus folgt \(\frac{3}{x - 2} + 1 = 1\). 3. Auflösen der Gleichung: Subtrahiere \(1\) auf beiden Seiten: \(\frac{3}{x - 2} = 0\). Ein Bruch ist nur dann null, wenn der Zähler null ist. Da der Zähler hier konstant \(3\) ist, gibt es keine Lösung (\(3 \neq 0\)). 4. Schlussfolgerung: Der Graph schneidet auch die waagrechte Asymptote nicht.

Antwort

a) Da \(x = 2\) nicht in der Definitionsmenge liegt (Division durch null), kann dort kein Punkt des Graphen existieren. b) Die Gleichung \(\frac{3}{x - 2} + 1 = 1\) führt auf den Widerspruch \(3 = 0\). Somit gibt es keinen Schnittpunkt mit der waagrechten Asymptote.
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Eine gebrochen-rationale Funktion hat die Form \(g(x)=\frac{4}{x+b}+5\). Bekannt ist, dass die senkrechte Asymptote der Funktion bei \(x=2\) liegt. a) Bestimme den Wert des Parameters \(b\). b) Berechne die Nullstelle der Funktion \(g\).

Denkanstöße

- Welche Gleichung verbindet in der Form \(\frac{a}{x+b}+c\) den Parameter \(b\) mit der senkrechten Asymptote? - Welchen Funktionswert hat eine Nullstelle? - Prüfe beim Umformen, dass der gefundene Wert nicht an der Definitionslücke liegt.

Lösung

1. In der Form \(\frac{4}{x+b}+5\) liegt die senkrechte Asymptote bei \(x=-b\). Aus \(-b=2\) folgt \(b=-2\). 2. Damit ist \(g(x)=\frac{4}{x-2}+5\). 3. Für die Nullstelle gilt \(0=\frac{4}{x-2}+5\). Also \(-5=\frac{4}{x-2}\). 4. Daraus folgt \(-5(x-2)=4\), also \(-5x+10=4\), \(-5x=-6\) und \(x=1{,}2\).

Antwort

a) \(b=-2\) b) \(x=1{,}2\)
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Gegeben ist der Graph einer gebrochen-rationalen Funktion \(f\) der Form \(f(x)=\frac{2}{x+b}+c\). a) Lies die senkrechte Asymptote und die Definitionslücke aus dem Graphen ab. Bestimme \(b\). b) Lies die waagrechte Asymptote ab und bestimme \(c\). c) Berechne \(f(102)\) und \(f(-98)\). Erkläre, wie diese Werte mit der waagrechten Asymptote zusammenhängen.
Abbildung zur Aufgabe 432233

Denkanstöße

- Bei welchem \(x\)-Wert nähern sich die Graphäste einer senkrechten Geraden? - Welche waagrechte Gerade beschreibt die Höhe, der sich der Graph weit weg von der Definitionslücke annähert? - Wie groß wird der Betrag von \(\frac{2}{x-2}\), wenn der Betrag des Nenners sehr groß ist?

Lösung

1. Aus dem Graphen liest man die senkrechte Asymptote und Definitionslücke bei \(x=2\) ab. Daher gilt \(-b=2\), also \(b=-2\). 2. Die waagrechte Asymptote ist \(y=1\), also \(c=1\). Damit ist \(f(x)=\frac{2}{x-2}+1\). 3. Es ist \(f(102)=\frac{2}{100}+1=1{,}02\) und \(f(-98)=\frac{2}{-100}+1=0{,}98\). 4. Beide Werte liegen nahe bei \(1\). Für betragsmäßig immer größere \(x\)-Werte wird der Bruchterm immer kleiner im Betrag, sodass sich die Funktionswerte der waagrechten Asymptote \(y=1\) annähern.

Antwort

a) Senkrechte Asymptote und Definitionslücke: \(x=2\); \(b=-2\) b) Waagrechte Asymptote: \(y=1\); \(c=1\) c) \(f(102)=1{,}02\), \(f(-98)=0{,}98\); beide Werte liegen nahe an der Asymptote \(y=1\).
4332838
Betrachte die beiden unten abgebildeten Funktionsgraphen. In der folgenden Liste stehen vier Funktionsgleichungen. Ordne jedem Graphen die passende Gleichung zu und begründe deine Entscheidung mithilfe der Asymptoten. Liste der Funktionsgleichungen: 1) \(y = \frac{1}{x-2} + 1\) 2) \(y = -\frac{1}{x+1} + 2\) 3) \(y = \frac{1}{x+2} + 1\) 4) \(y = -\frac{1}{x-1} + 2\)
Abbildung zur Aufgabe 433283

Denkanstöße

- Beobachte, bei welchem \(x\)-Wert die Funktionswerte betragsmäßig stark wachsen. Das gibt die senkrechte Asymptote an. - Beobachte, welcher waagrechten Geraden sich der Graph für große Beträge von \(x\) annähert. - Achte auf die Vorzeichen im Nenner und vor dem Bruchterm. - Überprüfe einen einfachen Punkt auf dem Graphen, um deine Zuordnung abzusichern.

Lösung

1. Graph a) hat die senkrechte Asymptote \(x = 2\) und die waagrechte Asymptote \(y = 1\). Dies entspricht Gleichung 1): \(y = \frac{1}{x-2} + 1\). 2. Graph b) hat die senkrechte Asymptote \(x = -1\) und die waagrechte Asymptote \(y = 2\). Die Lage der Äste zeigt außerdem einen negativen Zähler. Dies entspricht Gleichung 2): \(y = -\frac{1}{x+1} + 2\).

Antwort

Graph a) gehört zu 1), weil seine Asymptoten \(x=2\) und \(y=1\) sind. Graph b) gehört zu 2), weil seine Asymptoten \(x=-1\) und \(y=2\) sind und die Astlage einen negativen Zähler zeigt.
4332958
Betrachte den Graphen der Funktion \(g(x)=\frac{a}{x+2}-1\). a) Die Grundmenge ist \(\mathbb{Q}\). Gib die Definitionslücke und die maximale Definitionsmenge \(D_g\) an. b) Bestimme \(a\) mithilfe des markierten Punktes \(P\). c) Welche Gleichung hat die waagrechte Asymptote? Begründe kurz.
Abbildung zur Aufgabe 433295

Denkanstöße

- Für welchen \(x\)-Wert wird der Nenner null? - Lies die Koordinaten des markierten Punktes ab und führe eine Punktprobe mit unbekanntem \(a\) durch. - Welcher Summand bestimmt die Höhe der waagrechten Asymptote?

Lösung

1. Aus \(x+2=0\) folgt die Definitionslücke \(x=-2\). Daher ist \(D_g=\mathbb{Q}\setminus\{-2\}\). 2. Der markierte Punkt ist \(P(2\mid-2)\). Einsetzen liefert \(-2=\frac{a}{4}-1\), also \(a=-4\). 3. Der konstante Summand ist \(-1\). Daher ist die waagrechte Asymptote \(y=-1\); für betragsmäßig große \(x\)-Werte wird der Bruchterm klein im Betrag.

Antwort

a) Definitionslücke: \(x=-2\); \(D_g=\mathbb{Q}\setminus\{-2\}\) b) \(a=-4\) c) \(y=-1\), weil der Bruchanteil \(\frac{a}{x+2}\) für betragsmäßig große \(x\)-Werte immer kleiner im Betrag wird und der konstante Summand \(-1\) bleibt.
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Gegeben ist \(f(x)=\frac{2}{x-1}-1\). Ergänze die Wertetabelle. <table> <tr><td>\(x\)</td><td>\(0{,}9\)</td><td>\(0{,}99\)</td><td>\(1{,}01\)</td><td>\(1{,}1\)</td></tr> <tr><td>\(f(x)\)</td><td>?</td><td>?</td><td>?</td><td>?</td></tr> </table> Beschreibe anschließend ohne formale Grenzwertschreibweise, was du an Vorzeichen und Betrag der Funktionswerte erkennst, wenn sich \(x\) von links beziehungsweise von rechts der Definitionslücke bei \(x=1\) nähert.

Denkanstöße

- Wie groß und welches Vorzeichen hat der Nenner jeweils links und rechts von \(x=1\)? - Vergleiche nicht nur die Vorzeichen, sondern auch die Beträge der beiden Werte auf jeder Seite. - Welche Änderung siehst du, wenn der Abstand von \(x\) zur Definitionslücke kleiner wird?

Lösung

1. Für \(x=0{,}9\) gilt \(f(x)=2:(-0{,}1)-1=-21\). 2. Für \(x=0{,}99\) gilt \(f(x)=2:(-0{,}01)-1=-201\). 3. Für \(x=1{,}01\) gilt \(f(x)=2:0{,}01-1=199\). 4. Für \(x=1{,}1\) gilt \(f(x)=2:0{,}1-1=19\). 5. Links von \(1\) sind die Werte hier negativ und ihr Betrag wird beim Heranrücken an \(1\) sehr groß. Rechts von \(1\) sind die Werte positiv und werden beim Heranrücken ebenfalls betragsmäßig sehr groß.

Antwort

<table> <tr><td>\(x\)</td><td>\(0{,}9\)</td><td>\(0{,}99\)</td><td>\(1{,}01\)</td><td>\(1{,}1\)</td></tr> <tr><td>\(f(x)\)</td><td>\(-21\)</td><td>\(-201\)</td><td>\(199\)</td><td>\(19\)</td></tr> </table> Links von der Definitionslücke werden die Werte stark negativ, rechts davon stark positiv; je näher \(x\) an \(1\) liegt, desto größer wird hier der Betrag von \(f(x)\).

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