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

Funktionen der Form a/x

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4344108
Bestimme den Funktionsterm \(f(x) = \frac{a}{x}\) für den dargestellten Graphen. Ermittle dazu den Parameter \(a\) mithilfe eines ablesbaren Punktes.
Abbildung zur Aufgabe 434410

Denkanstöße

- Suche einen Punkt auf dem blauen Graphen, der genau auf einem Gitterpunkt liegt. - Stelle mithilfe der Punktkoordinaten die Gleichung nach \(a\) um. - Überprüfe dein Ergebnis mit einem zweiten Punkt.

Lösung

1. Wähle einen Punkt auf dem Graphen, der genau auf einem Gitterpunkt liegt, zum Beispiel \(P(1 \mid -3)\) oder \(Q(3 \mid -1)\). 2. Setze die Koordinaten von \(P(1 \mid -3)\) in \(f(x) = \frac{a}{x}\) ein: \(-3 = \frac{a}{1}\). 3. Daraus folgt \(a = -3\). 4. Die Probe mit \(Q(3 \mid -1)\) bestätigt das Ergebnis, denn \(f(3) = -\frac{3}{3} = -1\). 5. Der Funktionsterm lautet \(f(x) = -\frac{3}{x}\).

Antwort

Der Funktionsterm lautet \(f(x) = -\frac{3}{x}\).
5572318
Die Wertetabelle gehört zu einer Funktion der Form \(f(x)=\frac{a}{x}\). <table> <tr><td>\(x\)</td><td>\(1\)</td><td>\(2\)</td><td>\(4\)</td></tr> <tr><td>\(f(x)\)</td><td>\(12\)</td><td>\(6\)</td><td>\(3\)</td></tr> </table> Berechne für jedes Wertepaar das Produkt \(x\cdot f(x)\). Bestimme daraus \(a\) und gib den Funktionsterm an.

Denkanstöße

- Multipliziere in jeder Tabellenspalte den \(x\)-Wert mit dem zugehörigen Funktionswert. - Welche Zahl bleibt bei allen drei Produkten gleich? - Wie hängt dieses konstante Produkt mit dem Zählerparameter \(a\) zusammen?

Lösung

1. Für die drei Wertepaare gilt \(1\cdot12=12\), \(2\cdot6=12\) und \(4\cdot3=12\). 2. Bei \(f(x)=\frac{a}{x}\) ist dieses konstante Produkt gleich \(a\). Daher ist \(a=12\). 3. Somit lautet der Funktionsterm \(f(x)=\frac{12}{x}\).

Antwort

Für alle Wertepaare gilt \(x\cdot f(x)=12\). Daher ist \(a=12\) und \(f(x)=\frac{12}{x}\).
5572328
Der abgebildete Graph gehört zu einer Funktion der Form \(f(x)=\frac{a}{x}\). a) Entscheide anhand der Lage der Äste, ob \(a\) positiv oder negativ ist. b) Lies die Koordinaten des markierten Punktes \(P\) ab und bestimme damit \(a\). c) Gib den Funktionsterm an.
Abbildung zur Aufgabe 557232

Denkanstöße

- In welchen beiden Quadranten liegen die Äste des Graphen? - Lies den markierten Punkt möglichst genau am Gitter ab. - Welche Beziehung gilt bei einem Punkt \((x\mid y)\) auf \(y=\frac{a}{x}\) zwischen \(x\), \(y\) und \(a\)?

Lösung

1. Die Äste liegen im II. und IV. Quadranten. Daher ist \(a<0\). 2. Aus dem markierten Punkt liest man \(P(2\mid-3)\) ab. Für \(f(x)=\frac{a}{x}\) gilt \(a=x\cdot y\), also \(a=2\cdot(-3)=-6\). 3. Damit lautet der Funktionsterm \(f(x)=\frac{-6}{x}\).

Antwort

a) \(a<0\) b) \(P(2\mid-3)\), also \(a=-6\) c) \(f(x)=\frac{-6}{x}\)
4107658
Gegeben ist die Funktion \(f(x)=\frac{4}{5x}\) für \(x>0\). a) Berechne \(f(2)\) und \(f(10)\). b) Bestimme den positiven Wert von \(x\), für den \(f(x)=\frac{1}{20}\) gilt. c) Beschreibe, wie sich der Funktionswert verändert, wenn \(x\) verdoppelt wird. Begründe direkt am Funktionsterm.

Denkanstöße

- Setze in a) die Argumente direkt in den Nenner des Funktionsterms ein. - In b) ist ein Funktionswert vorgegeben. Welche Gleichung beschreibt diesen Fall? - Vergleiche für c) die Terme \(f(x)\) und \(f(2x)\), ohne konkrete Zahlen einzusetzen.

Lösung

1. Es ist \(f(2)=\frac{4}{10}=\frac{2}{5}\) und \(f(10)=\frac{4}{50}=\frac{2}{25}\). 2. Für \(f(x)=\frac{1}{20}\) muss \(\frac{4}{5x}=\frac{1}{20}\) gelten. Kreuzmultiplikation ergibt \(80=5x\), also \(x=16\). 3. Bei verdoppeltem Argument ist \(f(2x)=\frac{4}{10x}=\frac{1}{2}\cdot\frac{4}{5x}=\frac12f(x)\). Der Funktionswert halbiert sich.

Antwort

a) \(f(2)=\frac{2}{5}\), \(f(10)=\frac{2}{25}\) b) \(x=16\) c) Beim Verdoppeln von \(x\) halbiert sich der Funktionswert.
4119688
Die folgende Wertetabelle gehört zu einer indirekt proportionalen Zuordnung. <table> <tr><td>\(x\)</td><td>\(5\)</td><td>\(8\)</td><td>\(10\)</td><td>\(15\)</td><td>\(20\)</td><td>\(30\)</td><td>\(40\)</td></tr> <tr><td>\(y\)</td><td></td><td></td><td>\(12\)</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr> </table> a) Berechne die fehlenden Werte und vervollständige die Tabelle. b) Gib die zugehörige Funktionsgleichung in der Form \(y=\frac{a}{x}\) an. c) Wie nennt man den Graphen einer solchen Zuordnung?

Denkanstöße

- Welche Größe bleibt bei einer indirekt proportionalen Zuordnung für alle Wertepaare gleich? - Wie kannst du dieses konstante Produkt aus dem gegebenen Wertepaar bestimmen? - Wie erhältst du aus dem konstanten Produkt einen fehlenden Partnerwert?

Lösung

1. Aus dem bekannten Wertepaar folgt für das konstante Produkt \(a=10\cdot12=120\). 2. Mit \(y=\frac{120}{x}\) erhält man \(y(5)=24\), \(y(8)=15\), \(y(15)=8\), \(y(20)=6\), \(y(30)=4\) und \(y(40)=3\). 3. Die Funktionsgleichung lautet \(y=\frac{120}{x}\). 4. Der Graph einer indirekt proportionalen Zuordnung ist eine Hyperbel.

Antwort

a) <table> <tr><td>\(x\)</td><td>\(5\)</td><td>\(8\)</td><td>\(10\)</td><td>\(15\)</td><td>\(20\)</td><td>\(30\)</td><td>\(40\)</td></tr> <tr><td>\(y\)</td><td>\(24\)</td><td>\(15\)</td><td>\(12\)</td><td>\(8\)</td><td>\(6\)</td><td>\(4\)</td><td>\(3\)</td></tr> </table> b) \(y=\frac{120}{x}\) c) Der Graph heißt Hyperbel.
4139998
Eine indirekt proportionale Funktion \(f\) ist durch \(f(x)=\frac{a}{x}\) gegeben. Ihr Graph verläuft durch \(P(1{,}25\mid8)\). a) Bestimme \(a\) und gib die vollständige Funktionsgleichung an. b) Berechne \(f(5)\) und \(f(0{,}1)\). c) An welcher Stelle \(x\) nimmt die Funktion den Wert \(20\) an?

Denkanstöße

- Welche Beziehung verbindet bei \(f(x)=\frac{a}{x}\) einen \(x\)-Wert mit seinem Funktionswert? - Wie kannst du einen gegebenen Punkt verwenden, um \(a\) zu bestimmen? - Welche Größe ist in Teil c unbekannt, und wie kannst du die Gleichung danach auflösen?

Lösung

1. Aus \(a=x\cdot f(x)\) folgt \(a=1{,}25\cdot8=10\). Damit gilt \(f(x)=\frac{10}{x}\). 2. Es ist \(f(5)=\frac{10}{5}=2\) und \(f(0{,}1)=\frac{10}{0{,}1}=100\). 3. Aus \(20=\frac{10}{x}\) folgt \(x=\frac{10}{20}=0{,}5\).

Antwort

a) \(a=10\); \(f(x)=\frac{10}{x}\) b) \(f(5)=2\); \(f(0{,}1)=100\) c) \(x=0{,}5\)
4254798
Ein Punkt \(P(4\mid-3)\) liegt auf dem Graphen einer Funktion der Form \(g(x)=\frac{a}{x}\). a) Bestimme \(a\) und gib die Funktionsgleichung an. b) Berechne \(g(-1{,}5)\). c) An welcher Stelle \(x\) nimmt die Funktion den Wert \(12\) an?

Denkanstöße

- Was folgt aus der Tatsache, dass \(P\) auf dem Graphen liegt? - Wie kannst du \(a\) aus einem Wertepaar bestimmen? - Welche Größe ist in Teil c unbekannt?

Lösung

1. Aus \(-3=\frac{a}{4}\) folgt \(a=-12\). Damit ist \(g(x)=-\frac{12}{x}\). 2. Es gilt \(g(-1{,}5)=\frac{-12}{-1{,}5}=8\). 3. Aus \(12=-\frac{12}{x}\) folgt \(x=-1\).

Antwort

a) \(a=-12\); \(g(x)=-\frac{12}{x}\) b) \(g(-1{,}5)=8\) c) \(x=-1\)
42625811
Betrachte die Funktion \(g(x)=-\frac{9}{x}\). a) Berechne \(g(-x)\) für ein beliebiges \(x\neq0\) und vergleiche das Ergebnis mit \(-g(x)\). b) Begründe damit, dass der Graph von \(g\) punktsymmetrisch zum Koordinatenursprung ist. c) Der Punkt \(P(3\mid-3)\) liegt auf dem Graphen. Bestimme den zu \(P\) bezüglich des Ursprungs symmetrischen Punkt \(P'\) und überprüfe ihn durch Einsetzen. d) Gib die beiden Quadranten an, in denen die Äste verlaufen, und erkläre, warum dies zur Punktsymmetrie passt.

Denkanstöße

- Was erhältst du, wenn du im Funktionsterm \(x\) durch \(-x\) ersetzt? - Welche algebraische Bedingung kennzeichnet Punktsymmetrie zum Ursprung? - Wie ändern sich bei einer Punktspiegelung am Ursprung beide Koordinaten? - Welche Vorzeichen haben \(x\) und \(g(x)\) bei positivem beziehungsweise negativem \(x\)?

Lösung

1. Es gilt \(g(-x)=-\frac{9}{-x}=\frac{9}{x}=-g(x)\). 2. Die Beziehung \(g(-x)=-g(x)\) für alle \(x\neq0\) zeigt die Punktsymmetrie des Graphen zum Koordinatenursprung. 3. Zum Punkt \(P(3\mid-3)\) gehört \(P'(-3\mid3)\). Die Probe ergibt \(g(-3)=-\frac{9}{-3}=3\). 4. Die Äste liegen im II. und IV. Quadranten. Diese beiden Bereiche werden durch eine Punktspiegelung am Ursprung ineinander überführt.

Antwort

a) \(g(-x)=\frac{9}{x}=-g(x)\) b) Daher ist der Graph punktsymmetrisch zum Koordinatenursprung. c) \(P'(-3\mid3)\); \(g(-3)=3\) d) II. und IV. Quadrant; sie werden durch die Punktspiegelung am Ursprung ineinander überführt.
4322958
Abgebildet sind die Graphen zweier gebrochen-rationaler Funktionen der Form \(y = \frac{a}{x}\). a) Bestimme für den blauen Graphen \(f\) den Parameter \(a\). b) Bestimme für den roten Graphen \(g\) den Parameter \(a\).
Abbildung zur Aufgabe 432295

Denkanstöße

- Suche dir für jeden Graphen einen Punkt, dessen Koordinaten du ganz genau auf dem Gitter ablesen kannst. - Erinnere dich an die allgemeine Form \(y = \frac{a}{x}\). Wie kannst du die abgelesenen Koordinaten nutzen, um \(a\) zu berechnen? - Du kannst die Gleichung nach \(a\) umstellen. Welcher einfache Zusammenhang besteht zwischen \(x\), \(y\) und \(a\)?

Lösung

1. Punkt \(P(1 \mid 2)\) auf dem blauen Graphen \(f\) ablesen. 2. Einsetzen in \(y = \frac{a}{x}\) ergibt \(2 = \frac{a}{1}\), also \(a = 2\). 3. Punkt \(Q(2 \mid -2)\) auf dem roten Graphen \(g\) ablesen. 4. Einsetzen in \(y = \frac{a}{x}\) ergibt \(-2 = \frac{a}{2}\), also \(a = -4\).

Antwort

a) \(a = 2\) b) \(a = -4\)
4333128
Der Graph einer Funktion \(f\) mit \(f(x)=\frac{a}{x}\) ist dargestellt. a) Bestimme den Wert von \(a\) aus dem Graphen. b) Prüfe, ob der Punkt \(P(2{,}5\mid5)\) auf dem Graphen liegt. c) Ergänze die fehlenden Funktionswerte in der Wertetabelle: <table> <tr><td>\(x\)</td><td>\(0{,}5\)</td><td>\(1{,}5\)</td><td>\(5\)</td><td>\(10\)</td></tr> <tr><td>\(f(x)\)</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr> </table>
Abbildung zur Aufgabe 433312

Denkanstöße

- Lies zuerst ein gut erkennbares Wertepaar direkt aus dem Graphen ab. - Bei \(f(x)=\frac{a}{x}\) ist das Produkt \(x\cdot f(x)\) für alle Punkte des Graphen gleich. - Prüfe den gegebenen Punkt erst, nachdem du \(a\) aus der Abbildung bestimmt hast.

Lösung

1. Aus dem gut ablesbaren Punkt \((3\mid4)\) folgt bei \(f(x)=\frac{a}{x}\) der Parameter \(a=3\cdot4=12\). 2. Für \(P(2{,}5\mid5)\) gilt \(2{,}5\cdot5=12{,}5\neq12\). Daher liegt der Punkt nicht auf dem Graphen. 3. Mit \(f(x)=\frac{12}{x}\) erhält man \(f(0{,}5)=24\), \(f(1{,}5)=8\), \(f(5)=2{,}4\) und \(f(10)=1{,}2\).

Antwort

a) \(a=12\) b) Nein. Es gilt \(2{,}5\cdot5=12{,}5\neq12\); daher liegt \(P(2{,}5\mid5)\) nicht auf dem Graphen. c) <table> <tr><td>\(x\)</td><td>\(0{,}5\)</td><td>\(1{,}5\)</td><td>\(5\)</td><td>\(10\)</td></tr> <tr><td>\(f(x)\)</td><td>\(24\)</td><td>\(8\)</td><td>\(2{,}4\)</td><td>\(1{,}2\)</td></tr> </table>
4336218
Die Abbildung zeigt den Graphen einer Funktion der Form \(f(x) = \frac{a}{x}\). a) Bestimme den Wert des Parameters \(a\), indem du die Koordinaten eines Punktes vom Graphen abliest. b) Überprüfe dein Ergebnis mit einem zweiten Punkt auf dem Graphen.
Abbildung zur Aufgabe 433621

Denkanstöße

- Suche Punkte auf dem Graphen, die genau auf Gitterpunkten liegen. - Multipliziere den \(x\)-Wert und den \(y\)-Wert eines Punkts. - Achte auf das Vorzeichen des Parameters.

Lösung

1. Aus dem Koordinatensystem liest man den Punkt \(P(1 \mid -2)\) ab. 2. Einsetzen in \(y = \frac{a}{x}\) ergibt \(-2 = \frac{a}{1}\), also \(a = -2\). 3. Der zweite Punkt \(Q(2 \mid -1)\) bestätigt das Ergebnis, denn \(f(2) = -\frac{2}{2} = -1\).

Antwort

a) Aus \(P(1 \mid -2)\) folgt \(a = -2\). b) Der Punkt \(Q(2 \mid -1)\) bestätigt das Ergebnis, da \(f(2) = -1\) gilt.
4349668
Welcher der vier abgebildeten Graphen gehört zur Funktionsgleichung \(f(x)=\frac{4}{x}\)? Gib den entsprechenden Buchstaben an.
Abbildung zur Aufgabe 434966

Denkanstöße

- Alle vier Bilder zeigen Funktionen der Form \(y=\frac{a}{x}\); die Funktionsfamilie allein reicht also nicht. - Berechne einen einfachen Funktionswert, zum Beispiel für \(x=2\). - Nutze zusätzlich das Vorzeichen von \(a\), um die Astlage zu prüfen.

Lösung

1. Alle vier Kandidaten sind Hyperbeln der Form \(y=\frac{a}{x}\). Deshalb reicht die bloße Hyperbelform nicht zur Entscheidung. 2. Für \(f(x)=\frac{4}{x}\) gilt zum Beispiel \(f(2)=2\). Außerdem ist \(a>0\), also liegen die Äste in den Quadranten I und III. 3. Nur Graph A hat bei \(x=2\) den Wert \(y=2\) und zugleich die passende Astlage. Graph B gehört zu \(\frac{2}{x}\), Graph C zu \(-\frac{4}{x}\) und Graph D zu \(\frac{8}{x}\). 4. Daher ist A der gesuchte Graph.

Antwort

A
4119698
Gegeben sind die Punkte \(A(2\mid24)\), \(B(4\mid12)\), \(C(6\mid8)\) und \(D(16\mid3)\). a) Überprüfe rechnerisch, ob alle diese Punkte zu derselben indirekt proportionalen Zuordnung gehören. b) Bestimme die Funktionsgleichung für diese Zuordnung. c) Berechne die fehlende Koordinate des Punktes \(E(x\mid1{,}5)\), sodass auch dieser auf dem Graphen der Zuordnung liegt.

Denkanstöße

- Woran erkennst du an mehreren Wertepaaren eine indirekt proportionale Zuordnung? - Welche Bedeutung hat der gemeinsame Produktwert für den Funktionsterm? - Wie kannst du mit dem konstanten Produkt einen fehlenden \(x\)-Wert bestimmen?

Lösung

1. Für die vier Punkte gilt \(2\cdot24=48\), \(4\cdot12=48\), \(6\cdot8=48\) und \(16\cdot3=48\). 2. Da das Produkt \(x\cdot y\) konstant ist, liegt eine indirekt proportionale Zuordnung mit \(a=48\) vor. Damit gilt \(y=\frac{48}{x}\). 3. Für \(E\) gilt \(x\cdot1{,}5=48\), also \(x=48:1{,}5=32\).

Antwort

a) Ja. Für alle vier Punkte gilt \(x\cdot y=48\). b) \(y=\frac{48}{x}\) c) \(x=32\)
4119708
Eine indirekt proportionale Zuordnung wird durch \(y=\frac{a}{x}\) beschrieben. Es ist bekannt, dass dem Wert \(x=4\) der Wert \(y=18\) zugeordnet wird. a) Bestimme \(a\). b) Erstelle eine Wertetabelle für \(x=2\), \(3\), \(6\), \(9\) und \(12\). c) Untersuche allgemein: Was passiert mit dem zugehörigen \(y\)-Wert, wenn man einen beliebigen \(x\)-Wert verdreifacht? Begründe deine Antwort.

Denkanstöße

- Welche Beziehung gilt bei einer indirekt proportionalen Zuordnung zwischen \(x\), \(y\) und \(a\)? - Vergleiche in deiner Tabelle ein Wertepaar mit einem anderen, dessen \(x\)-Wert dreimal so groß ist. - Wie muss sich der zweite Wert ändern, damit das Produkt gleich bleibt?

Lösung

1. Aus \(x\cdot y=a\) folgt \(a=4\cdot18=72\). 2. Mit \(y=\frac{72}{x}\) erhält man die Wertepaare \((2\mid36)\), \((3\mid24)\), \((6\mid12)\), \((9\mid8)\) und \((12\mid6)\). 3. Für einen beliebigen zulässigen Wert \(x\) gilt \(y_1=\frac{a}{x}\). Wird \(x\) verdreifacht, so ist \(y_2=\frac{a}{3x}=\frac{1}{3}y_1\). Der \(y\)-Wert wird also durch \(3\) geteilt.

Antwort

a) \(a=72\) b) \((2\mid36)\), \((3\mid24)\), \((6\mid12)\), \((9\mid8)\), \((12\mid6)\) c) Beim Verdreifachen von \(x\) wird \(y\) durch \(3\) geteilt, denn \(\frac{a}{3x}=\frac{1}{3}\cdot\frac{a}{x}\).
4119848
Gegeben sind die Wertepaare \(A(4\mid15)\), \(B(2\mid30)\), \(C(10\mid6)\), \(D(12\mid5)\) und \(E(2{,}5\mid24)\). Prüfe rechnerisch, ob eine indirekt proportionale Zuordnung vorliegt. Falls ja, gib die zugehörige Funktionsgleichung in der Form \(y=\frac{a}{x}\) an.

Denkanstöße

- Welche Bedingung müssen alle Wertepaare einer indirekt proportionalen Zuordnung erfüllen? - Prüfe diese Bedingung nacheinander für alle fünf Paare. - Welche Zahl wird im Funktionsterm \(y=\frac{a}{x}\) durch den konstanten Produktwert festgelegt?

Lösung

1. Für eine indirekt proportionale Zuordnung muss das Produkt \(x\cdot y\) bei allen Wertepaaren gleich sein. 2. Es gilt \(4\cdot15=60\), \(2\cdot30=60\), \(10\cdot6=60\), \(12\cdot5=60\) und \(2{,}5\cdot24=60\). 3. Damit ist das Produkt konstant und \(a=60\). Die Funktionsgleichung lautet \(y=\frac{60}{x}\).

Antwort

Ja. Für alle Wertepaare gilt \(x\cdot y=60\). Daher ist die Zuordnung indirekt proportional und es gilt \(y=\frac{60}{x}\).
4129418
Betrachte über der Grundmenge \(\mathbb{Q}\) die Funktionen \(f(x) = 3x\) und \(g(x) = \frac{3}{x}\). a) Erläutere den Unterschied zwischen den Definitionsmengen von \(f\) und \(g\). b) Bestimme für beide Funktionen rechnerisch das Argument \(x\), für das der Funktionswert \(12\) angenommen wird. c) Begründe, warum der Graph von \(g\) die \(x\)-Achse niemals berührt oder schneidet, während der Graph von \(f\) genau einen Schnittpunkt mit der \(x\)-Achse hat.

Denkanstöße

- Gibt es bei einer der Funktionen eine Zahl, die man nicht einsetzen darf? - Stelle für beide Funktionen eine Gleichung auf, bei der das Ergebnis 12 lautet. - Was muss für den Funktionswert gelten, wenn ein Graph die \(x\)-Achse berührt?

Lösung

1. Vergleich der Definitionsmengen: Bei \(f(x) = 3x\) kann jede rationale Zahl eingesetzt werden (\(D_f = \mathbb{Q}\)). Bei \(g(x) = \frac{3}{x}\) darf \(x\) nicht Null sein (\(D_g = \mathbb{Q} \setminus \{0\}\)). 2. Berechnung der Argumente für den Wert \(12\): Für \(f\): \(3x = 12 \Rightarrow x = 4\). Für \(g\): \(\frac{3}{x} = 12 \Rightarrow 3 = 12x \Rightarrow x = \frac{3}{12} = 0{,}25\). 3. Begründung der Achsenschnittpunkte: Ein Schnittpunkt mit der \(x\)-Achse (Nullstelle) erfordert \(y = 0\). Für \(f\): \(3x = 0\) liefert \(x = 0\). Der Graph schneidet die Achse im Ursprung \((0 \mid 0)\). Für \(g\): Die Gleichung \(\frac{3}{x} = 0\) hat keine Lösung, da ein Bruch mit Zähler \(3\) niemals Null wird. Zudem ist \(x = 0\) nicht definiert, sodass auch kein Schnittpunkt mit der \(y\)-Achse existiert.

Antwort

a) \(D_f = \mathbb{Q}\), während \(D_g = \mathbb{Q} \setminus \{0\}\), da man durch Null nicht dividieren darf. b) Für \(f\) ist \(x = 4\); für \(g\) ist \(x = 0{,}25\). c) \(f\) hat die Nullstelle \(x = 0\). \(g\) hat keine Nullstelle, da der Zähler \(3\) niemals Null wird, und ist an der Stelle \(x = 0\) nicht definiert.
4131049
Gegeben ist die Bruchgleichung \(\frac{2}{x}=x-1\). a) Gib die zulässigen Werte für \(x\) an. b) Löse die Bruchgleichung rechnerisch. Zeige dabei, wie du den Nenner beseitigst und die entstehende Gleichung faktorisierst. c) Interpretiere die beiden Lösungen als Schnittpunkte der Graphen von \(f(x)=\frac{2}{x}\) und \(g(x)=x-1\) und gib deren Koordinaten an.

Denkanstöße

- Welcher Wert ist wegen des Nenners ausgeschlossen? - Mit welchem Ausdruck kannst du die Gleichung multiplizieren, damit kein Bruch mehr vorkommt? - Wie lässt sich die entstehende quadratische Gleichung als Produkt zweier linearer Faktoren schreiben? - Welche Funktionswerte gehören zu den beiden gefundenen \(x\)-Werten?

Lösung

1. Wegen des Nenners \(x\) gilt \(x\neq0\). 2. Für \(x\neq0\) darf mit \(x\) multipliziert werden: \(2=x(x-1)=x^2-x\). Damit gilt \(x^2-x-2=0\). 3. Es ist \(x^2-x-2=(x-2)(x+1)\). Daher sind \(x_1=2\) und \(x_2=-1\). Beide Werte sind zulässig. 4. Für \(x=2\) ist \(f(2)=g(2)=1\), für \(x=-1\) ist \(f(-1)=g(-1)=-2\). Die Schnittpunkte sind \(S_1(2\mid1)\) und \(S_2(-1\mid-2)\).

Antwort

a) \(x\neq0\) b) \(2=x(x-1)\), also \((x-2)(x+1)=0\); Lösungen: \(x=2\) und \(x=-1\) c) \(S_1(2\mid1)\), \(S_2(-1\mid-2)\)
4140008
Eine Funktion \(f\) beschreibt eine indirekt proportionale Zuordnung. Es ist \(f(4)=9\). a) Bestimme \(f(12)\) mithilfe der Eigenschaft der indirekten Proportionalität, ohne zuerst \(a\) zu berechnen. Begründe dein Vorgehen. b) Berechne anschließend \(a\) und überprüfe damit dein Ergebnis aus a). c) Wie verändert sich der Funktionswert allgemein, wenn der \(x\)-Wert vervierfacht wird? Wie verändert er sich, wenn der \(x\)-Wert durch \(10\) geteilt wird?

Denkanstöße

- Welche Größe bleibt bei einer indirekt proportionalen Zuordnung konstant? - Mit welchem Faktor ändert sich \(x\) von \(4\) auf \(12\), und wie muss sich der Partnerwert ändern? - Übertrage dieses Faktorprinzip auf die beiden Änderungen in Teil c.

Lösung

1. Von \(4\) auf \(12\) wird der \(x\)-Wert mit \(3\) multipliziert. Damit das Produkt \(x\cdot f(x)\) gleich bleibt, wird der Funktionswert durch \(3\) geteilt. Also ist \(f(12)=9:3=3\). 2. Es gilt \(a=4\cdot9=36\). Die Kontrolle liefert \(f(12)=\frac{36}{12}=3\). 3. Wird \(x\) vervierfacht, wird \(f(x)\) durch \(4\) geteilt. Wird \(x\) durch \(10\) geteilt, wird \(f(x)\) mit \(10\) multipliziert.

Antwort

a) \(f(12)=3\), weil der \(x\)-Wert mit \(3\) multipliziert wird und deshalb der Funktionswert für das konstante Produkt durch \(3\) geteilt werden muss. b) \(a=36\); Kontrolle: \(\frac{36}{12}=3\) c) Bei \(4x\) wird der Funktionswert geviertelt; bei \(x:10\) wird er verzehnfacht. In beiden Fällen bleibt \(x\cdot f(x)\) konstant.
4241888
Der Graph einer indirekt proportionalen Funktion mit \(y=\frac{a}{x}\) verläuft durch \(P(4\mid1{,}5)\). a) Bestimme \(a\). b) Überprüfe rechnerisch, ob \(Q(-0{,}5\mid-12)\) auf dem Graphen liegt. c) Ein Punkt \(R\) auf dem Graphen hat den \(x\)-Wert \(x_R\). Ein weiterer Punkt \(S\) hat \(x_S=4x_R\). Erkläre allgemein, in welchem Verhältnis \(y_S\) zu \(y_R\) steht.

Denkanstöße

- Welche Beziehung gilt zwischen \(x\), \(y\) und \(a\) bei \(y=\frac{a}{x}\)? - Wie prüfst du rechnerisch, ob ein Punkt auf einem Funktionsgraphen liegt? - Was geschieht mit einem Bruch, wenn sein Nenner mit \(4\) multipliziert wird?

Lösung

1. Aus \(1{,}5=\frac{a}{4}\) folgt \(a=1{,}5\cdot4=6\). 2. Für \(x=-0{,}5\) gilt \(\frac{6}{-0{,}5}=-12\). Daher liegt \(Q\) auf dem Graphen. 3. Mit \(y_R=\frac{a}{x_R}\) und \(x_S=4x_R\) gilt \(y_S=\frac{a}{4x_R}=\frac{1}{4}y_R\).

Antwort

a) \(a=6\) b) Ja, denn \(\frac{6}{-0{,}5}=-12\). c) \(y_S=\frac{1}{4}y_R\), weil sich bei vierfachem \(x\)-Wert der Funktionswert bei konstantem Produkt auf ein Viertel verringert.
4262578
Gegeben ist \(f(x)=\frac{4}{x}\). 1. Bestimme die Bereiche für \(x\), in denen die Funktionswerte positiv bzw. negativ sind. 2. Berechne \(f(0{,}1)\), \(f(100)\) und \(f(-1000)\). Beschreibe ohne Grenzwertschreibweise, wie sich der Graph für immer größere positive \(x\)-Werte zur \(x\)-Achse verhält. 3. Ermittle den Wert \(x\), für den \(f(x)=0{,}5\) gilt. 4. Überprüfe rechnerisch, ob \(P(2\mid2)\) auf dem Graphen liegt, und zeige mit diesem Punkt das konstante Produkt \(x\cdot y\).

Denkanstöße

- Welches Vorzeichen hat \(\frac{4}{x}\) bei positivem bzw. negativem \(x\)? - Vergleiche die berechneten positiven Funktionswerte bei kleinen und großen \(x\)-Werten. - Welche Beziehung gilt zwischen \(x\), \(f(x)\) und dem konstanten Produkt \(4\)?

Lösung

1. Da der Zähler \(4\) positiv ist, gilt \(f(x)>0\) für \(x>0\) und \(f(x)<0\) für \(x<0\). 2. Es ist \(f(0{,}1)=40\), \(f(100)=0{,}04\) und \(f(-1000)=-0{,}004\). Für immer größere positive \(x\)-Werte werden die positiven Funktionswerte immer kleiner; der Graph nähert sich der \(x\)-Achse an, ohne sie zu schneiden. 3. Aus \(0{,}5=\frac{4}{x}\) folgt \(x=8\). 4. Es gilt \(f(2)=2\), also liegt \(P\) auf dem Graphen. Außerdem ist \(2\cdot2=4\), passend zum konstanten Produkt \(a=4\).

Antwort

1. Positiv für \(x>0\), negativ für \(x<0\). 2. \(f(0{,}1)=40\), \(f(100)=0{,}04\), \(f(-1000)=-0{,}004\); für große positive \(x\) nähert sich der Graph der \(x\)-Achse an. 3. \(x=8\) 4. Ja; \(2\cdot2=4\).
4262648
Betrachte die Hyperbel \(f(x)=\frac{36}{x}\). 1. Bestimme alle Punkte auf dem Graphen, deren Koordinaten \(x\) und \(y\) beide positive ganze Zahlen sind. 2. Welcher dieser Punkte hat zwei gleiche Koordinaten? Begründe deine Auswahl mit dem konstanten Produkt. 3. Welcher dieser Punkte erfüllt zusätzlich \(x=4y\)?

Denkanstöße

- Welche positiven Teilerpaare haben das Produkt \(36\)? - Suche für Teil 2 in deiner Liste nach einem Wertepaar mit gleichen Einträgen. - Prüfe für Teil 3 die Bedingung \(x=4y\) direkt an den bereits gefundenen Punkten.

Lösung

1. Für positive ganzzahlige Koordinaten muss \(x\cdot y=36\) gelten. Die positiven Faktorpaare liefern \((1\mid36)\), \((2\mid18)\), \((3\mid12)\), \((4\mid9)\), \((6\mid6)\), \((9\mid4)\), \((12\mid3)\), \((18\mid2)\) und \((36\mid1)\). 2. Nur \((6\mid6)\) hat gleiche Koordinaten; dabei gilt \(6\cdot6=36\). 3. Unter den aufgelisteten Punkten erfüllt \((12\mid3)\) die Bedingung \(12=4\cdot3\).

Antwort

1. \((1\mid36)\), \((2\mid18)\), \((3\mid12)\), \((4\mid9)\), \((6\mid6)\), \((9\mid4)\), \((12\mid3)\), \((18\mid2)\), \((36\mid1)\) 2. \((6\mid6)\), denn \(6\cdot6=36\). 3. \((12\mid3)\), denn \(12=4\cdot3\).
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Gegeben ist die Bruchgleichung \(\frac{4}{x}=x+3\). a) Gib die Einschränkung für \(x\) an, die sich aus dem Nenner ergibt. b) Löse die Bruchgleichung rechnerisch. Zeige, wie du den Nenner beseitigst und die entstehende quadratische Gleichung faktorisierst. c) Führe für beide Lösungen eine Probe durch und interpretiere sie als Schnittpunkte der Graphen von \(f(x)=\frac{4}{x}\) und \(g(x)=x+3\).

Denkanstöße

- Welcher Wert ist wegen des Nenners ausgeschlossen? - Mit welchem Ausdruck kannst du die Gleichung multiplizieren, damit der Bruch verschwindet? - Wie lässt sich die entstehende quadratische Gleichung als Produkt schreiben? - Welche gemeinsamen Funktionswerte gehören zu den gefundenen Argumenten?

Lösung

1. Wegen des Nenners gilt \(x\neq0\). 2. Für \(x\neq0\) darf mit \(x\) multipliziert werden: \(4=x(x+3)=x^2+3x\). Also gilt \(x^2+3x-4=0\). 3. Es ist \(x^2+3x-4=(x-1)(x+4)\). Daher sind \(x_1=1\) und \(x_2=-4\). 4. Probe für \(x=1\): \(\frac{4}{1}=4=1+3\). Probe für \(x=-4\): \(\frac{4}{-4}=-1=-4+3\). 5. Die zugehörigen Schnittpunkte sind \(S_1(1\mid4)\) und \(S_2(-4\mid-1)\).

Antwort

a) \(x\neq0\) b) \(4=x(x+3)\), also \((x-1)(x+4)=0\); Lösungen: \(x=1\) und \(x=-4\) c) \(\frac{4}{1}=4=1+3\), \(\frac{4}{-4}=-1=-4+3\); \(S_1(1\mid4)\), \(S_2(-4\mid-1)\)
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Gegeben ist die Bruchgleichung \(\frac{6}{x}=x+1\). a) Gib die Einschränkung für \(x\) an, die sich aus dem Nenner ergibt. b) Löse die Gleichung rechnerisch, indem du den Nenner beseitigst und die entstehende quadratische Gleichung faktorisierst. c) Führe für beide Lösungen eine Probe in der Ausgangsgleichung durch und gib anschließend die zugehörigen Schnittpunkte der Graphen von \(f(x)=\frac{6}{x}\) und \(g(x)=x+1\) an.

Denkanstöße

- Welcher Wert ist wegen des Nenners ausgeschlossen? - Mit welchem Ausdruck kannst du die Gleichung multiplizieren, damit der Bruch verschwindet? - Wie lässt sich die entstehende quadratische Gleichung als Produkt schreiben? - Welche gemeinsamen Funktionswerte gehören zu den beiden Lösungen?

Lösung

1. Wegen des Nenners gilt \(x\neq0\). 2. Für \(x\neq0\) darf mit \(x\) multipliziert werden: \(6=x(x+1)=x^2+x\). Also gilt \(x^2+x-6=0\). 3. Es ist \(x^2+x-6=(x-2)(x+3)\). Daher sind \(x_1=2\) und \(x_2=-3\). 4. Probe für \(x=2\): \(\frac{6}{2}=3=2+1\). Probe für \(x=-3\): \(\frac{6}{-3}=-2=-3+1\). Beide Werte sind Lösungen. 5. Damit sind die Schnittpunkte \(S_1(2\mid3)\) und \(S_2(-3\mid-2)\).

Antwort

a) \(x\neq0\) b) \(6=x(x+1)\), also \((x-2)(x+3)=0\); Lösungen: \(x=2\) und \(x=-3\) c) \(\frac{6}{2}=3=2+1\), \(\frac{6}{-3}=-2=-3+1\); \(S_1(2\mid3)\), \(S_2(-3\mid-2)\)
4333168
In dem Koordinatensystem sind die Graphen dreier Funktionen \(f\), \(g\) und \(h\) dargestellt, die alle die Form \(y=\frac{a}{x}\) besitzen. a) Ermittle für jeden Graphen den Wert des Parameters \(a\). b) Berechne für die Funktion \(f\) den Funktionswert an der Stelle \(x = 6\).
Abbildung zur Aufgabe 433316

Denkanstöße

- Wie hängen \(x\), \(y\) und der Parameter \(a\) bei einer Funktion der Form \(y = \frac{a}{x}\) zusammen? - Wähle für jeden Graphen einen Punkt aus, dessen Koordinaten du leicht ablesen kannst. - Multipliziere die Koordinaten eines Punktes, um \(a\) zu finden. - Setze für den zweiten Teil der Aufgabe den gefundenen Wert für \(a\) und den gegebenen \(x\)-Wert in die Funktionsgleichung ein.

Lösung

1. Aus dem ablesbaren Punkt \((1\mid15)\) auf \(f\) folgt \(a_f=1\cdot15=15\). 2. Aus dem ablesbaren Punkt \((2\mid5)\) auf \(g\) folgt \(a_g=2\cdot5=10\). 3. Aus dem ablesbaren Punkt \((5\mid1)\) auf \(h\) folgt \(a_h=5\cdot1=5\). 4. Damit ist \(f(x)=\frac{15}{x}\) und \(f(6)=\frac{15}{6}=2{,}5\).

Antwort

a) \(a_f=15\), \(a_g=10\), \(a_h=5\) b) \(f(6)=2{,}5\)
5572338
Der abgebildete Graph ist korrekt und gehört zu einer Funktion der Form \(f(x)=\frac{a}{x}\). In der Tabelle ist genau einer der beiden Funktionswerte falsch eingetragen. <table> <tr><td>\(x\)</td><td>\(-6\)</td><td>4</td></tr> <tr><td>\(f(x)\)</td><td>\(-2\)</td><td>2</td></tr> </table> Bestimme zuerst aus einem gut ablesbaren Gitterpunkt des Graphen den Parameter \(a\). Entscheide anschließend mithilfe dieses Parameters, welcher Tabellenwert falsch ist, korrigiere ihn und begründe, warum die Tabelle allein ohne den Graphen nicht eindeutig verrät, welcher der beiden Werte geändert werden muss.
Abbildung zur Aufgabe 557233

Denkanstöße

- Suche im Graphen einen Punkt mit ganzzahligen Koordinaten und bestimme daraus \(a\). - Vergleiche danach für jedes Tabellenpaar das Produkt \(x\cdot f(x)\) mit dem aus dem Graphen bestimmten Parameter. - Überlege zuletzt, welche Information fehlen würde, wenn du nur die beiden Tabellenpaare und die Aussage „genau ein Wert ist falsch“ hättest.

Lösung

1. Am Graphen kann man zum Beispiel den Punkt \((3\mid4)\) ablesen. Daher ist \(a=3\cdot4=12\). 2. Für \((-6\mid-2)\) gilt \((-6)\cdot(-2)=12\). Dieser Tabellenwert passt zum Graphen. 3. Für \((4\mid2)\) gilt dagegen \(4\cdot2=8\). Dieser Tabellenwert passt nicht zum aus dem Graphen bestimmten Parameter. 4. Für \(x=4\) muss \(f(4)=\frac{12}{4}=3\) gelten. Der richtige Tabellenwert ist also \(f(4)=3\). 5. Ohne den Graphen liefern die beiden Tabellenpaare nur die verschiedenen möglichen Produkte \(12\) und \(8\). Da lediglich bekannt ist, dass genau ein Wert falsch ist, entscheidet erst der Graph, welches Produkt der tatsächliche Parameter \(a\) ist.

Antwort

Aus dem Graphen folgt \(a=12\). Der Wert \(f(4)=2\) ist falsch; richtig ist \(f(4)=3\). Ohne den Graphen wäre aus den zwei unterschiedlichen Produkten \(12\) und \(8\) nicht eindeutig erkennbar, welcher Tabellenwert geändert werden muss.

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