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Stellen Sie aus rund 22.000 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 \(f(x) = -\frac{3}{x}\).
4119688
Die folgende Wertetabelle gehört zu einer antiproportionalen Zuordnung. <table> <tbody> <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> </tbody> </table> a) Berechne die fehlenden Werte und vervollständige die Tabelle. b) Gib die zugehörige Funktionsgleichung in der Form \(y = \frac{k}{x}\) an. c) Wie nennt man den Graphen einer solchen Zuordnung?

Denkanstöße

- Was weißt du über das Produkt von zusammengehörigen Werten bei einer antiproportionalen Zuordnung? - Wie kannst du aus einem bekannten Wertepaar die Zahl berechnen, die für alle Paare gleich sein muss? - Welche Rechenoperation ist das Gegenteil von Multiplikation, um den anderen Wert zu finden?

Lösung

1. Bestimmung der Proportionalitätskonstante \(k\) durch das Produkt eines bekannten Wertepaares: \(k = 10 \cdot 12 = 120\). 2. Berechnung der fehlenden \(y\)-Werte mittels \(y = \frac{120}{x}\): Für \(x=5\): \(y = 120 : 5 = 24\). Für \(x=8\): \(y = 120 : 8 = 15\). Für \(x=15\): \(y = 120 : 15 = 8\). Für \(x=20\): \(y = 120 : 20 = 6\). Für \(x=30\): \(y = 120 : 30 = 4\). Für \(x=40\): \(y = 120 : 40 = 3\). 3. Aufstellen der Funktionsgleichung: \(y = \frac{120}{x}\). 4. Benennung des Graphen: Der Graph einer antiproportionalen Zuordnung ist eine Hyperbel.

Antwort

a) Die vervollständigte Tabelle lautet: <table> <tbody> <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> </tbody> </table> b) Die Gleichung lautet \(y = \frac{120}{x}\). c) Der Graph heißt Hyperbel.
4119848
Gegeben sind die folgenden Wertepaare einer Zuordnung: \(A(4 \mid 15)\), \(B(2 \mid 30)\), \(C(10 \mid 6)\), \(D(12 \mid 5)\) und \(E(2{,}5 \mid 24)\). Prüfe rechnerisch, ob eine antiproportionale Zuordnung vorliegt. Falls ja, gib die zugehörige Funktionsgleichung in der Form \(y = \frac{a}{x}\) an.

Denkanstöße

- Was muss bei einer antiproportionalen Zuordnung für alle Paare von \(x\) und \(y\) gelten? - Untersuche das Produkt der beiden Koordinaten für jeden Punkt. - Wenn das Produkt immer gleich ist, nennt man diesen Wert den konstanten Produktwert.

Lösung

1. Prüfung auf Antiproportionalität durch Produktbildung \(x \cdot y\). 2. Berechnung der Produkte für alle Paare: \(A: 4 \cdot 15 = 60\) \(B: 2 \cdot 30 = 60\) \(C: 10 \cdot 6 = 60\) \(D: 12 \cdot 5 = 60\) \(E: 2{,}5 \cdot 24 = 60\) 3. Da alle Produkte den konstanten Wert \(60\) ergeben, ist die Zuordnung produktgleich und somit antiproportional. 4. Aufstellen der Gleichung mit dem konstanten Produktwert \(a = 60\): \(y = \frac{60}{x}\) oder \(x \cdot y = 60\).

Antwort

Ja, es liegt eine antiproportionale Zuordnung vor. Die Funktionsgleichung lautet \(y = \frac{60}{x}\) (oder \(x \cdot y = 60\)).
4139998
Eine antiproportionale Funktion \(f\) ist durch die Gleichung \(f(x) = \frac{a}{x}\) gegeben. Der Graph der Funktion verläuft durch den Punkt \(P(1{,}25 \mid 8)\). a) Bestimme den Wert des Parameters \(a\) und gib die vollständige Funktionsgleichung an. b) Berechne die Funktionswerte \(f(5)\) und \(f(0{,}1)\). c) An welcher Stelle \(x\) nimmt die Funktion den Wert \(20\) an?

Denkanstöße

- Welche Eigenschaft haben alle Wertepaare einer antiproportionalen Zuordnung gemeinsam? - Wie hängen \(x\), \(f(x)\) und der Parameter \(a\) mathematisch zusammen? - Kannst du die Gleichung nach der gesuchten Größe umstellen?

Lösung

1. Berechnung von \(a\) durch Einsetzen des Punktes \(P(1{,}25 \mid 8)\) in die Produktgleichheit \(a = x \cdot f(x)\): \(a = 1{,}25 \cdot 8 = 10\). Die Funktionsgleichung lautet \(f(x) = \frac{10}{x}\). 2. Berechnung der Funktionswerte durch Einsetzen: \(f(5) = \frac{10}{5} = 2\) und \(f(0{,}1) = \frac{10}{0{,}1} = 100\). 3. Bestimmung der Stelle \(x\) für \(f(x) = 20\): Aus \(20 = \frac{10}{x}\) folgt durch Umformung \(x = \frac{10}{20} = 0{,}5\).

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 \(g(x) = \frac{k}{x}\). a) Bestimme den Wert des Parameters \(k\) und gib die Funktionsgleichung an. b) Berechne den Funktionswert an der Stelle \(x = -1{,}5\). c) An welcher Stelle \(x\) nimmt die Funktion den Wert \(12\) an?

Denkanstöße

- Welche mathematische Operation verbindet \(x\), \(y\) und \(k\) bei dieser Art von Funktion? - Wie kannst du eine Gleichung nach der gesuchten Unbekannten umstellen? - Was bedeutet es für die Rechnung, wenn ein Punkt auf einem Graphen liegt?

Lösung

1. Einsetzen der Koordinaten von \(P(4 \mid -3)\) in die Gleichung \(-3 = \frac{k}{4}\) ergibt durch Multiplikation mit \(4\) den Parameter \(k = -12\). Die Funktionsgleichung lautet \(g(x) = -\frac{12}{x}\). 2. Berechnung des Funktionswertes für \(x = -1{,}5\): \(g(-1{,}5) = \frac{-12}{-1{,}5} = 8\). 3. Bestimmung der Stelle \(x\) für \(g(x) = 12\): Aus \(12 = -\frac{12}{x}\) folgt durch Multiplikation mit \(x\) und Division durch \(12\) das Ergebnis \(x = -1\).

Antwort

a) \(k = -12\); \(g(x) = -\frac{12}{x}\) b) \(g(-1{,}5) = 8\) c) \(x = -1\)
4281738
Bestimme die Lösungen des folgenden Gleichungssystems grafisch: \( \begin{cases} y = \frac{4}{x} \\ y = x + 3 \end{cases} \)

Denkanstöße

- Welche Form hat der Graph einer Gleichung, in der die Variable im Nenner steht? - Wie viele Punkte benötigst du mindestens, um eine Gerade sicher zu zeichnen? - Erstelle für die erste Gleichung eine Wertetabelle mit positiven und negativen \( x \)-Werten. - Was bedeuten die gemeinsamen Punkte der beiden Graphen für das Gleichungssystem?

Lösung

1. Zeichnen des Graphen der Funktion \( f(x) = \frac{4}{x} \) (Hyperbel) durch Berechnung einiger Wertepaare wie \( (1 \mid 4), (2 \mid 2), (4 \mid 1) \) sowie \( (-1 \mid -4), (-2 \mid -2), (-4 \mid -1) \). 2. Zeichnen der Geraden \( g(x) = x + 3 \) mithilfe des \( y \)-Achsenabschnitts \( 3 \) und der Steigung \( 1 \). 3. Identifikation der Schnittpunkte der beiden Graphen durch Ablesen im Koordinatensystem: \( S_1(1 \mid 4) \) und \( S_2(-4 \mid -1) \). 4. Die Lösungspaare \( (x \mid y) \) des Gleichungssystems sind somit \( (1 \mid 4) \) und \( (-4 \mid -1) \).

Antwort

Die Lösungen des Gleichungssystems sind die Punkte \((1 \mid 4)\) und \((-4 \mid -1)\).
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 \(a\). b) Prüfe, ob der Punkt \(P(2{,}5 \mid 4{,}8)\) 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

- Bei einer Funktion der Form \(f(x) = \frac{a}{x}\) ist das Produkt \(x \cdot f(x)\) konstant. - Für eine Punktprobe kannst du die Koordinaten in die Funktionsgleichung einsetzen oder ihr Produkt prüfen. - Nutze den bestimmten Wert von \(a\), um die fehlenden Tabellenwerte zu berechnen.

Lösung

1. Lies zum Beispiel den Punkt \((3 \mid 4)\) ab. Für \(f(x) = \frac{a}{x}\) gilt \(a = x \cdot f(x)\), also \(a = 3 \cdot 4 = 12\). 2. Für \(P(2{,}5 \mid 4{,}8)\) gilt \(2{,}5 \cdot 4{,}8 = 12\). Daher liegt der Punkt 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) Ja, \(P(2{,}5 \mid 4{,}8)\) liegt 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

- Überlege dir zuerst, in welchen Quadranten des Koordinatensystems der Graph liegen muss. Welches Vorzeichen hat der Zähler? - Was passiert mit den \(y\)-Werten, wenn \(x\) immer größer wird? - Setze einfache Zahlen für \(x\) in die Gleichung ein (zum Beispiel \(x = 1\) oder \(x = 2\)) und prüfe, welcher Graph durch diese Punkte verläuft. - Erinnere dich an die typische Form einer Hyperbel.

Lösung

1. Analyse der Funktionsgleichung: Die Funktion \(f(x) = \frac{4}{x}\) beschreibt eine indirekte Proportionalität mit einem positiven Proportionalitätsfaktor \(k = 4\). 2. Bestimmung der Quadranten: Da \(k > 0\), muss der Graph im I. Quadranten (\(x > 0, y > 0\)) und im III. Quadranten (\(x < 0, y < 0\)) verlaufen. 3. Überprüfung der Punkte: Für \(x = 1\) ergibt sich \(y = \frac{4}{1} = 4\). Für \(x = 2\) ergibt sich \(y = \frac{4}{2} = 2\). 4. Auswahl des Graphen: Graph A verläuft in den Quadranten I und III und enthält die berechneten Punkte. Graph B zeigt eine negative Proportionalität (\(k < 0\)), Graph C ist eine lineare Funktion und Graph D stellt eine Funktion dar, die nur positive Funktionswerte annimmt (z. B. \(y = \frac{4}{|x|}\)). Der richtige Graph ist somit A.

Antwort

A
4119698
Gegeben sind die Punkte \(A(2|24)\), \(B(4|12)\), \(C(6|8)\) und \(D(16|3)\). a) Überprüfe rechnerisch, ob alle diese Punkte zu derselben antiproportionalen Zuordnung gehören. b) Bestimme die Funktionsgleichung für diese Zuordnung. c) Berechne die fehlende Koordinate des Punktes \(E(x|1{,}5)\), sodass auch dieser auf dem Graphen der Zuordnung liegt.

Denkanstöße

- Was muss für alle Wertepaare gelten, damit sie zu einer antiproportionalen Zuordnung gehören? - Wie hängen der \(x\)-Wert, der \(y\)-Wert und die Proportionalitätskonstante zusammen? - Wenn du das feste Produkt kennst, wie findest du dann einen fehlenden Partnerwert?

Lösung

1. Prüfung der Produktgleichheit (\(x \cdot y = k\)) für alle Punkte: \(A: 2 \cdot 24 = 48\) \(B: 4 \cdot 12 = 48\) \(C: 6 \cdot 8 = 48\) \(D: 16 \cdot 3 = 48\) Da alle Produkte den gleichen Wert \(48\) ergeben, liegt eine antiproportionale Zuordnung vor. 2. Aufstellen der Gleichung mit der Konstante \(k = 48\): \(y = \frac{48}{x}\). 3. Berechnung der \(x\)-Koordinate für \(E(x|1{,}5)\): \(x \cdot 1{,}5 = 48\) \(x = 48 : 1{,}5 = 32\). Der Punkt ist \(E(32|1{,}5)\).

Antwort

a) Ja, sie gehören zur selben Zuordnung, da das Produkt \(x \cdot y\) bei allen Paaren konstant \(48\) ist. b) Die Gleichung lautet \(y = \frac{48}{x}\). c) Die Koordinate ist \(x = 32\).
4119708
Eine antiproportionale Zuordnung wird durch die Gleichung \(y = \frac{k}{x}\) beschrieben. Es ist bekannt, dass dem Wert \(x = 4\) der Wert \(y = 18\) zugeordnet wird. a) Bestimme den Wert der Konstante \(k\). b) Erstelle eine Wertetabelle für die \(x\)-Werte \(2\); \(3\); \(6\); \(9\) und \(12\). c) Untersuche allgemein: Was passiert mit dem zugehörigen \(y\)-Wert, wenn man einen beliebigen \(x\)-Wert verdreifacht? Begründe deine Antwort kurz.

Denkanstöße

- Wie berechnet man die Proportionalitätskonstante, wenn ein Wertepaar gegeben ist? - Erinnere dich an den Merksatz: „Je mehr, desto ...“ – was bedeutet das für die Faktoren? - Probier es doch mal mit einem Beispiel aus deiner Tabelle aus: Was passiert mit \(y\), wenn du von \(x=2\) zu \(x=6\) gehst?

Lösung

1. Berechnung von \(k\) durch Einsetzen des Paares \((4|18)\): \(k = 4 \cdot 18 = 72\). 2. Berechnung der Tabellenwerte mit \(y = \frac{72}{x}\): \(x=2 \implies y=36\) \(x=3 \implies y=24\) \(x=6 \implies y=12\) \(x=9 \implies y=8\) \(x=12 \implies y=6\) 3. Untersuchung der Verdreifachung: Bei einer antiproportionalen Zuordnung führt die Multiplikation der einen Größe mit einem Faktor zur Division der anderen Größe durch denselben Faktor. Rechnerisch: Sei \(y_1 = \frac{k}{x}\). Wird \(x\) zu \(3x\), folgt \(y_2 = \frac{k}{3x} = \frac{1}{3} \cdot \frac{k}{x} = \frac{1}{3} y_1\). Der \(y\)-Wert wird also durch \(3\) geteilt (bzw. gedrittelt).

Antwort

a) \(k = 72\). b) Die Wertepaare lauten: \((2|36), (3|24), (6|12), (9|8), (12|6)\). c) Wenn der \(x\)-Wert verdreifacht wird, wird der \(y\)-Wert durch \(3\) geteilt (er drittelt sich), da das Produkt \(x \cdot y\) immer konstant bleiben muss.
4140008
Eine Funktion \(f\) beschreibt eine antiproportionale Zuordnung. Es ist bekannt, dass \(f(4) = 9\) gilt. a) Bestimme den Funktionswert \(f(12)\) mithilfe der Eigenschaften der Antiproportionalität, ohne zuerst den Parameter \(a\) zu berechnen. Begründe dein Vorgehen kurz. b) Berechne nun den Parameter \(a\) und überprüfe damit dein Ergebnis aus Teilaufgabe 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

- Was passiert mit dem einen Wert, wenn man den anderen mit einer Zahl multipliziert? - Erinnerst du dich an den Merksatz „Je mehr ..., desto weniger ...“? - Wie hängen die Faktoren zusammen, mit denen \(x\) und \(y\) verändert werden?

Lösung

1. Nutzung der Antiproportionalität: Da der \(x\)-Wert von \(4\) auf \(12\) verdreifacht wird (\(\cdot 3\)), muss der zugehörige Funktionswert durch \(3\) geteilt werden. Es gilt \(f(12) = 9 : 3 = 3\). 2. Berechnung von \(a\): \(a = x \cdot f(x) = 4 \cdot 9 = 36\). Überprüfung: \(f(12) = \frac{36}{12} = 3\). Das Ergebnis stimmt überein. 3. Allgemeine Eigenschaften: Bei Vervierfachung des \(x\)-Wertes wird der Funktionswert durch \(4\) geteilt (bzw. mit \(\frac{1}{4}\) multipliziert). Wenn der \(x\)-Wert durch \(10\) geteilt wird, vervielfacht sich der Funktionswert um den Faktor \(10\).

Antwort

a) \(f(12) = 3\), da bei Verdreifachung von \(x\) der \(y\)-Wert gedrittelt wird. b) \(a = 36\); \(f(12) = \frac{36}{12} = 3\). c) Bei Vervierfachung von \(x\) wird \(f(x)\) durch \(4\) geteilt; bei Division von \(x\) durch \(10\) wird \(f(x)\) mit \(10\) multipliziert.
4241888
Der Graph einer antiproportionalen Funktion mit der Gleichung \(y = \frac{k}{x}\) verläuft durch den Punkt \(P(4 \mid 1{,}5)\). a) Bestimme den Wert des Parameters \(k\). b) Überprüfe durch Rechnung, ob der Punkt \(Q(-0{,}5 \mid -12)\) auf diesem Graphen liegt. c) Ein Punkt \(R\) auf dem Graphen hat den \(x\)-Wert \(x_R\). Ein weiterer Punkt \(S\) hat den vierfachen \(x\)-Wert, also \(x_S = 4x_R\). Erkläre allgemein, in welchem Verhältnis der \(y\)-Wert von \(S\) zum \(y\)-Wert von \(R\) steht.

Denkanstöße

- Wie hängen \(x\), \(y\) und \(k\) bei einer antiproportionalen Zuordnung zusammen? - Was musst du tun, um zu prüfen, ob ein Punkt die Bedingungen einer Funktionsgleichung erfüllt? - Wenn du eine Variable vervierfachst, wie wirkt sich das auf einen Bruch aus, in dem diese Variable im Nenner steht? - Versuche, den neuen \(y\)-Wert als Vielfaches des alten \(y\)-Werts auszudrücken.

Lösung

1. Berechnung von \(k\): Einsetzen von \(P(4 \mid 1{,}5)\) in \(y = \frac{k}{x}\) ergibt \(1{,}5 = \frac{k}{4}\). Daraus folgt \(k = 1{,}5 \cdot 4 = 6\). 2. Punktprobe für \(Q\): Einsetzen von \(x = -0{,}5\) in \(y = \frac{6}{x}\) ergibt \(y = \frac{6}{-0{,}5} = -12\). Da dies dem gegebenen \(y\)-Wert entspricht, liegt \(Q\) auf dem Graphen. 3. Untersuchung der Änderung: Sei \(y_R = \frac{k}{x_R}\). Für \(x_S = 4x_R\) gilt \(y_S = \frac{k}{4x_R} = \frac{1}{4} \cdot \frac{k}{x_R} = \frac{1}{4} y_R\). 4. Ergebnis: Der \(y\)-Wert von \(S\) ist genau ein Viertel des \(y\)-Werts von \(R\).

Antwort

a) \(k = 6\) b) Ja, der Punkt \(Q\) liegt auf dem Graphen, da \(\frac{6}{-0{,}5} = -12\). c) Der \(y\)-Wert von \(S\) ist ein Viertel (\(\frac{1}{4}\)) des \(y\)-Werts von \(R\). Bei einer antiproportionalen Funktion führt die Vervierfachung des \(x\)-Wertes zur Teilung des \(y\)-Wertes durch \(4\).
4262648
Betrachte die Hyperbel mit der Gleichung \(f(x) = \frac{36}{x}\). 1. Bestimme alle Punkte auf dem Graphen, deren Koordinaten \(x\) und \(y\) beide positive, ganze Zahlen sind. 2. Bestimme die Schnittpunkte des Graphen mit der Symmetrieachse \(y = x\). 3. Ein Punkt \(R\) auf dem Graphen hat eine \(x\)-Koordinate, die viermal so groß ist wie seine \(y\)-Koordinate. Bestimme die Koordinaten von \(R\) unter der Bedingung \(x > 0\).

Denkanstöße

- Welche Zahlenpaare ergeben multipliziert genau den Wert im Zähler? - Was bedeutet es für die Koordinaten eines Punktes, wenn er auf der Symmetrieachse der Hyperbel liegt? - Kannst du die Bedingung für den Punkt \(R\) als eine kleine Gleichung schreiben und diese in die Funktionsgleichung einsetzen?

Lösung

1. Gesucht sind Paare \((x | y)\), für die \(x \cdot y = 36\) gilt, wobei \(x, y \in \mathbb{N}\). Dies sind die Teiler von \(36\): \(1, 2, 3, 4, 6, 9, 12, 18, 36\). Die Punkte sind: \((1 | 36)\), \((2 | 18)\), \((3 | 12)\), \((4 | 9)\), \((6 | 6)\), \((9 | 4)\), \((12 | 3)\), \((18 | 2)\) und \((36 | 1)\). 2. Für die Schnittpunkte mit der Symmetrieachse \(y = x\) gilt \(x = \frac{36}{x} \Rightarrow x^2 = 36\). Daraus folgt \(x = 6\) oder \(x = -6\). Die Schnittpunkte sind \(S_1(6 | 6)\) und \(S_2(-6 | -6)\). 3. Gegeben ist \(x = 4y\). Einsetzen in \(y = \frac{36}{x}\) ergibt \(y = \frac{36}{4y}\). Multiplikation mit \(4y\) führt zu \(4y^2 = 36\), also \(y^2 = 9\). Da \(x > 0\) sein soll, muss auch \(y > 0\) gelten, also \(y = 3\). Damit ist \(x = 4 \cdot 3 = 12\). Der Punkt ist \(R(12 | 3)\).

Antwort

1. Punkte: \((1 | 36), (2 | 18), (3 | 12), (4 | 9), (6 | 6), (9 | 4), (12 | 3), (18 | 2), (36 | 1)\) 2. Schnittpunkte mit der Symmetrieachse \(y = x\): \(S_1(6 | 6)\) und \(S_2(-6 | -6)\) 3. Punkt \(R(12 | 3)\)
4281748
Die Bruchgleichung \( \frac{6}{x} = x + 1 \) soll grafisch gelöst werden. a) Gib zwei Funktionsgleichungen \( f(x) \) und \( g(x) \) an, deren Schnittpunkte zur Lösung der Gleichung führen. b) Zeichne die Graphen und bestimme die Lösungen für \( x \). c) Überprüfe deine Ergebnisse durch eine Probe (Einsetzen in die Ausgangsgleichung).

Denkanstöße

- Wie kannst du die Gleichung so in zwei Teile zerlegen, dass auf jeder Seite ein bekannter Funktionstyp steht? - Denke beim Zeichnen der Hyperbel daran, dass \( x \) nicht Null sein darf. - Achte beim Ablesen der Lösung darauf, ob nach den Koordinaten der Schnittpunkte oder nur nach den \( x \)-Werten gefragt ist. - Wie gehst du vor, um zu prüfen, ob ein gefundener Wert wirklich die ursprüngliche Gleichung erfüllt?

Lösung

1. Aufteilen der Gleichung in zwei Teilfunktionen: \( f(x) = \frac{6}{x} \) (linke Seite) und \( g(x) = x + 1 \) (rechte Seite). 2. Zeichnen der Hyperbel \( f(x) \) im I. und III. Quadranten und der Geraden \( g(x) \) mit \( y \)-Achsenabschnitt \( 1 \) und Steigung \( 1 \). 3. Ablesen der \( x \)-Koordinaten der Schnittpunkte der Graphen: \( x_1 = 2 \) (Schnittpunkt \( (2 \mid 3) \)) und \( x_2 = -3 \) (Schnittpunkt \( (-3 \mid -2) \)). 4. Durchführung der Probe für \( x = 2 \): \( \frac{6}{2} = 3 \) und \( 2 + 1 = 3 \) (wahr). 5. Durchführung der Probe für \( x = -3 \): \( \frac{6}{-3} = -2 \) und \( -3 + 1 = -2 \) (wahr). 6. Die Lösungen der Gleichung sind \( x_1 = 2 \) und \( x_2 = -3 \).

Antwort

a) Mögliche Funktionen sind \( f(x) = \frac{6}{x} \) und \( g(x) = x + 1 \). b) Die grafisch ermittelten Lösungen sind \( x_1 = 2 \) und \( x_2 = -3 \). c) Die Probe bestätigt beide Werte: \( \frac{6}{2} = 2 + 1 = 3 \) und \( \frac{6}{-3} = -3 + 1 = -2 \).
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. Bestimmung des Parameters \(a\) durch Ablesen eines Punktes \((x \mid y)\) und Berechnung von \(a = x \cdot y\): - Für den Graphen \(f\): Ein ablesbarer Punkt ist \((1 \mid 15)\). Daraus folgt \(a = 1 \cdot 15 = 15\). - Für den Graphen \(g\): Ein ablesbarer Punkt ist \((2 \mid 5)\). Daraus folgt \(a = 2 \cdot 5 = 10\). - Für den Graphen \(h\): Ein ablesbarer Punkt ist \((5 \mid 1)\). Daraus folgt \(a = 5 \cdot 1 = 5\). 2. Berechnung des Funktionswerts für die Funktion \(f(x) = \frac{15}{x}\) an der Stelle \(x = 6\): \(f(6) = \frac{15}{6} = 2{,}5\).

Antwort

a) \(a_f = 15\), \(a_g = 10\), \(a_h = 5\) b) \(f(6) = 2{,}5\)
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Die Gleichung \(\frac{2}{x} = x - 1\) soll grafisch untersucht werden. a) Erstelle für die Funktion \(f(x) = \frac{2}{x}\) eine Wertetabelle für \(x \in \{-4; -2; -1; -0{,}5; 0{,}5; 1; 2; 4\}\). b) Zeichne den Graphen von \(f\) sowie den Graphen von \(g(x) = x - 1\) in ein Koordinatensystem. c) Bestimme die \(x\)-Werte, welche die Gleichung lösen.

Denkanstöße

- Erstelle die Wertetabelle sorgfältig, besonders bei den negativen Werten. - Was passiert mit dem Graphen von \(f(x)\), wenn \(x\) sehr nah an Null herankommt? - Zeichne die Gerade genau durch die berechneten Punkte oder nutze Steigung und Achsenabschnitt. - Die Lösungen findest du dort, wo sich die Kurve und die Gerade kreuzen.

Lösung

1. Berechnung der Funktionswerte für \(f(x) = \frac{2}{x}\): \(f(-4)=-0{,}5\); \(f(-2)=-1\); \(f(-1)=-2\); \(f(-0{,}5)=-4\); \(f(0{,}5)=4\); \(f(1)=2\); \(f(2)=1\); \(f(4)=0{,}5\). 2. Zeichnen der Hyperbel \(f\) und der Geraden \(g\) (Steigung \(1\), \(y\)-Achsenabschnitt \(-1\)). 3. Identifikation der Schnittpunkte durch Vergleich der Graphen oder der Werte: \(S_1(-1 | -2)\) und \(S_2(2 | 1)\). 4. Die Lösungen der Gleichung sind die \(x\)-Werte der Schnittpunkte: \(x_1 = -1\) und \(x_2 = 2\).

Antwort

a) Wertetabelle: \(f(-4)=-0{,}5\), \(f(-2)=-1\), \(f(-1)=-2\), \(f(-0{,}5)=-4\), \(f(0{,}5)=4\), \(f(1)=2\), \(f(2)=1\), \(f(4)=0{,}5\). b) Zu zeichnen sind die Hyperbel \(f(x)=\frac2x\) und die Gerade \(g(x)=x-1\); sie schneiden sich in \((-1\mid-2)\) und \((2\mid1)\). c) Die Lösungen sind \(x_1=-1\) und \(x_2=2\).
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Gegeben ist die Funktion \(f\) mit der Funktionsgleichung \(f(x) = \frac{4}{x}\). 1. Bestimme die Bereiche für \(x\), in denen die Funktionswerte positiv bzw. negativ sind. 2. Berechne die Funktionswerte für \(x = 0{,}1\), \(x = 100\) und \(x = -1000\). Beschreibe kurz, wie sich der Graph verhält, wenn \(x\) immer größer wird. 3. Ermittle den Wert für \(x\), an dem die Funktion den Wert \(y = 0{,}5\) annimmt. 4. Überprüfe rechnerisch, ob der Punkt \(P(2 \mid 2)\) auf dem Graphen der Funktion liegt. Welche besondere Bedeutung hat dieser Punkt im Hinblick auf die Symmetrieachse \(y = x\)?

Denkanstöße

- Überlege dir, welches Vorzeichen das Ergebnis einer Division hat, wenn die Zahlen verschiedene Vorzeichen haben. - Was passiert mit einem Bruch, wenn der Nenner sehr groß wird? - Um einen \(x\)-Wert zu finden, kannst du die Funktionsgleichung nach \(x\) umstellen. - Ein Punkt liegt auf einem Graphen, wenn seine Koordinaten die Gleichung erfüllen.

Lösung

1. Da der Zähler \(4\) positiv ist, ist \(f(x) > 0\) für alle \(x > 0\) und \(f(x) < 0\) für alle \(x < 0\). 2. Berechnung der Werte: \(f(0{,}1) = \frac{4}{0{,}1} = 40\); \(f(100) = \frac{4}{100} = 0{,}04\); \(f(-1000) = \frac{4}{-1000} = -0{,}004\). Wenn \(x\) immer größer wird (\(x \to \infty\)), nähert sich der Funktionswert der Null an (\(y \to 0\)). 3. Gleichung lösen: \(0{,}5 = \frac{4}{x} \implies 0{,}5 \cdot x = 4 \implies x = \frac{4}{0{,}5} = 8\). 4. Punktprobe: \(f(2) = \frac{4}{2} = 2\). Da der Funktionswert \(2\) ist, liegt \(P(2 \mid 2)\) auf dem Graphen. Da \(x = y = 2\) gilt, ist dies ein Schnittpunkt mit der ersten Winkelhalbierenden \(y = x\), welche eine Symmetrieachse der Hyperbel darstellt.

Antwort

1. \(f(x) > 0\) für \(x > 0\); \(f(x) < 0\) für \(x < 0\). 2. \(f(0{,}1) = 40\); \(f(100) = 0{,}04\); \(f(-1000) = -0{,}004\). Für sehr große \(x\) nähert sich der Graph der \(x\)-Achse an. 3. \(x = 8\). 4. Ja, \(P\) liegt auf dem Graphen; es ist ein Schnittpunkt mit der Symmetrieachse \(y = x\).
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Betrachte die Funktion \(g(x) = -\frac{9}{x}\). 1. In welchen Quadranten des Koordinatensystems verläuft der Graph dieser Funktion? Begründe deine Entscheidung. 2. Berechne die Koordinaten der Schnittpunkte des Graphen von \(g\) mit der Geraden \(y = -x\). 3. Zeige rechnerisch, dass der Graph von \(g\) keinen Schnittpunkt mit der Geraden \(y = x\) besitzt. 4. Der Graph einer Funktion \(y = \frac{k}{x}\) ist punktsymmetrisch zum Ursprung. Prüfe dies für die Funktion \(g\), indem du untersuchst, ob für einen beliebigen Punkt \((x|y)\) auf dem Graphen auch der Punkt \((-x|-y)\) die Funktionsgleichung erfüllt.

Denkanstöße

- Erinnere dich an die Vorzeichenregeln bei der Division. - Schnittpunkte findest du, indem du die Funktionsterme der beiden Kurven gleichsetzt. - Kann das Quadrat einer Zahl negativ sein? - Was bedeutet Punktsymmetrie zum Ursprung für die Koordinaten eines Punktes?

Lösung

1. Da \(k = -9\) negativ ist, haben \(x\) und \(y\) immer unterschiedliche Vorzeichen. Ist \(x > 0\), ist \(y < 0\) (IV. Quadrant). Ist \(x < 0\), ist \(y > 0\) (II. Quadrant). 2. Gleichsetzen: \(-\frac{9}{x} = -x \implies \frac{9}{x} = x \implies 9 = x^2 \). Die Lösungen sind \(x_1 = 3\) und \(x_2 = -3\). Die Punkte sind \(S_1(3|-3)\) und \(S_2(-3|3)\). 3. Gleichsetzen: \(-\frac{9}{x} = x \implies -9 = x^2\). Da das Quadrat einer reellen Zahl niemals negativ sein kann, gibt es keine Lösung und somit keine Schnittpunkte. 4. Ein Punkt \((x|y)\) liegt auf dem Graphen, wenn \(y = -\frac{9}{x}\). Setzt man \((-x|-y)\) ein: \(-y = -\frac{9}{-x} \implies -y = \frac{9}{x} \implies y = -\frac{9}{x}\). Dies entspricht der ursprünglichen Gleichung, womit die Punktsymmetrie bestätigt ist.

Antwort

1. II. und IV. Quadrant, da \(x\) und \(y\) unterschiedliche Vorzeichen haben müssen. 2. \(S_1(3|-3)\) und \(S_2(-3|3)\). 3. Die Gleichung \(x^2 = -9\) hat keine reelle Lösung. 4. Die Punktprobe für \((-x|-y)\) führt zur korrekten Gleichung \(y = -\frac{9}{x}\).

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