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Gegeben ist die Funktion \(f\) mit der Funktionsgleichung \(f(x) = \frac{12}{x}\).
a) Bestimme die maximale Definitionsmenge \(D\), wenn als Grundmenge die rationalen Zahlen \(\mathbb{Q}\) vorausgesetzt werden.
b) Erkläre unter Verwendung der Funktionsgleichung, warum die Zahl \(0\) nicht in der Wertemenge \(W\) enthalten sein kann.
c) Die Definitionsmenge wird nun auf die Menge \(D_{\text{neu}} = \{1; 2; 3; 4; 6\}\) eingeschränkt. Gib die zugehörige Wertemenge \(W\) an.
Denkanstöße
- Welche mathematische Operation ist für bestimmte Zahlen nicht definiert?
- Überlege dir, welche Bedingung erfüllt sein muss, damit ein Bruch den Wert Null ergibt.
- Setze die vorgegebenen Zahlen nacheinander für die Variable ein und berechne die Ergebnisse.
Lösung
1. Bestimmung der Definitionsmenge: Da eine Division durch Null nicht erlaubt ist, muss \(x \neq 0\) gelten. Somit ist \(D = \mathbb{Q} \setminus \{0\}\).
2. Analyse der Wertemenge: Ein Bruch der Form \(\frac{a}{b}\) ist nur dann gleich Null, wenn der Zähler \(a = 0\) ist. Da hier der Zähler konstant \(12\) ist, kann der Funktionswert niemals \(0\) werden.
3. Berechnung der Einzelwerte für \(D_{\text{neu}}\):
\(f(1) = \frac{12}{1} = 12\)
\(f(2) = \frac{12}{2} = 6\)
\(f(3) = \frac{12}{3} = 4\)
\(f(4) = \frac{12}{4} = 3\)
\(f(6) = \frac{12}{6} = 2\)
4. Zusammenfassung der Ergebnisse zur Wertemenge: \(W = \{2; 3; 4; 6; 12\}\).
Antwort
a) \(D = \mathbb{Q} \setminus \{0\}\)
b) Ein Bruch ist nur Null, wenn sein Zähler Null ist. Da der Zähler hier \(12\) ist, kann der Wert \(0\) nicht erreicht werden.
c) \(W = \{2; 3; 4; 6; 12\}\)
