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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.

Asymptoten

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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: \(y=3\).
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.
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) \(D_f=\mathbb{Q}\setminus\{3\}\); \(D_g=\mathbb{Q}\setminus\{-2\}\)
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.
4132358
Der Graph einer Funktion der Form \(f(x)=\frac{a}{x+b}+c\) hat die senkrechte Asymptote \(x=3\) und die waagrechte Asymptote \(y=2\). Zudem verläuft er durch \(P(5\mid3)\). Bestimme \(a\), \(b\) und \(c\) und gib die Funktionsgleichung an.

Denkanstöße

- Wie hängt die senkrechte Asymptote mit \(b\) in \(x+b\) zusammen? - Welcher Parameter ist direkt durch die waagrechte Asymptote festgelegt? - Nutze den gegebenen Punkt zur Bestimmung von \(a\).

Lösung

1. Aus der senkrechten Asymptote \(x=3\) folgt \(b=-3\), aus der waagrechten Asymptote folgt \(c=2\). Der Ansatz lautet \(f(x)=\frac{a}{x-3}+2\). 2. Mit \(P(5\mid3)\) gilt \(3=\frac{a}{2}+2\). Daher ist \(a=2\). 3. Somit lautet die Funktionsgleichung \(f(x)=\frac{2}{x-3}+2\).

Antwort

\(a=2\), \(b=-3\), \(c=2\); \(f(x)=\frac{2}{x-3}+2\)
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 \(x\).
4132608
Gegeben ist der Graph der Funktion \(h(x)=\frac{1}{x}\). Der Graph einer neuen Funktion \(g\) entsteht durch eine Verschiebung, sodass sich seine Asymptoten in \(M(-3\mid2)\) schneiden. a) Gib die Funktionsgleichung von \(g\) in der Form \(g(x)=\frac{1}{x+b}+c\) an. b) Berechne die Nullstelle von \(g\). c) Begründe ohne Rechnung, warum der Graph keinen Schnittpunkt mit der Geraden \(y=2\) haben kann.

Denkanstöße

- Welche beiden Asymptotengleichungen folgen aus ihrem Schnittpunkt? - Wie übersetzt du die senkrechte Asymptote in den Parameter \(b\)? - Welche Eigenschaft des Bruchterms erklärt in c) die Nicht-Erreichbarkeit der waagrechten Asymptote?

Lösung

1. Aus \(M(-3\mid2)\) folgen die Asymptoten \(x=-3\) und \(y=2\). Daher ist \(b=3\), \(c=2\), also \(g(x)=\frac{1}{x+3}+2\). 2. Für die Nullstelle gilt \(0=\frac{1}{x+3}+2\). Daraus folgt \(-2=\frac{1}{x+3}\), also \(x=-3{,}5\). 3. Die Gerade \(y=2\) ist die waagrechte Asymptote. Der Bruchterm \(\frac{1}{x+3}\) kann nie null werden, daher kann \(g(x)\) nie genau \(2\) sein.

Antwort

a) \(g(x)=\frac{1}{x+3}+2\) b) \(x=-3{,}5\) c) Kein Schnittpunkt mit \(y=2\), weil der Bruchterm nie \(0\) wird.
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.
4132818
Gegeben ist der Bruchterm \(T(x)=\frac{2x+5}{x+1}\) mit \(x\neq-1\). a) Schreibe den Zähler in der Form \(2(x+1)+r\) und bestimme \(r\). b) Zerlege damit \(T(x)\) in die Summe einer ganzen Zahl und eines Bruchterms. c) Prüfe deine Zerlegung, indem du die beiden Summanden wieder auf den gemeinsamen Nenner \(x+1\) bringst.

Denkanstöße

- Welcher Teil des Zählers entsteht schon durch \(2(x+1)\)? - Wie kann ein Bruch mit einer Summe im Zähler in zwei Brüche mit demselben Nenner zerlegt werden? - Wie überprüfst du die Zerlegung durch den umgekehrten Rechenschritt?

Lösung

1. Es gilt \(2x+5=2(x+1)+3\), also ist \(r=3\). 2. Damit folgt \(T(x)=\frac{2(x+1)+3}{x+1}=2+\frac{3}{x+1}\) für \(x\neq-1\). 3. Zur Probe bringt man die Summe auf den gemeinsamen Nenner: \(2+\frac{3}{x+1}=\frac{2(x+1)}{x+1}+\frac{3}{x+1}=\frac{2x+5}{x+1}\).

Antwort

a) \(r=3\) b) \(T(x)=2+\frac{3}{x+1}\) c) \(\frac{2(x+1)+3}{x+1}=\frac{2x+5}{x+1}\)
4133388
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.
4133448
Betrachte die Funktion \(g(x)=\frac{1}{x-2}+3\). Der Graph dieser Funktion soll so verschoben werden, dass die neue senkrechte Asymptote die \(y\)-Achse ist und die neue waagrechte Asymptote die \(x\)-Achse ist. a) Beschreibe die notwendige Verschiebung in Worten (Richtung und Anzahl der Einheiten). b) Gib die Funktionsgleichung der verschobenen Funktion \(g_{\text{neu}}(x)\) an.

Denkanstöße

- Wo liegen die Asymptoten der Funktion \(g(x)\) im Koordinatensystem? - Welche Gleichungen haben die \(x\)-Achse und die \(y\)-Achse? - Überlege dir, wie du den Graphen bewegen musst, damit seine Asymptoten genau auf den Koordinatenachsen liegen.

Lösung

1. Die ursprünglichen Asymptoten von \(g\) sind \(x=2\) und \(y=3\). 2. Die Ziel-Asymptoten sind die \(y\)-Achse \(x=0\) und die \(x\)-Achse \(y=0\). 3. Von \(x=2\) zu \(x=0\) ist eine Verschiebung um \(2\) Einheiten nach links nötig. Von \(y=3\) zu \(y=0\) ist eine Verschiebung um \(3\) Einheiten nach unten nötig. 4. Nach diesen Verschiebungen lautet die neue Gleichung \(g_{\text{neu}}(x)=\frac{1}{x}\).

Antwort

a) Der Graph muss um \(2\) Einheiten nach links und um \(3\) Einheiten nach unten verschoben werden. b) \(g_{\text{neu}}(x)=\frac{1}{x}\).
4322198
Gegeben ist der Graph einer Funktion \(f\) der Form \(f(x)=\frac{a}{x+b}+c\) mit \(a\ne0\). a) Lies die waagrechte und die senkrechte Asymptote ab. b) Die Grundmenge ist \(\mathbb{Q}\). Gib die maximale Definitionsmenge \(D_f\) an. c) Bestimme \(a\), \(b\) und \(c\) und gib den Funktionsterm an. Nutze dazu die Asymptoten und einen gut ablesbaren Punkt.
Abbildung zur Aufgabe 432219

Denkanstöße

- Welche beiden Asymptoten kannst du aus dem Graphen ablesen? - Welcher Wert muss aus der Definitionsmenge ausgeschlossen werden? - Wie hängt die senkrechte Asymptote mit \(b\) in \(x+b\) zusammen? - Nutze danach einen gut ablesbaren Punkt zur Bestimmung von \(a\).

Lösung

1. Aus dem Graphen liest man die waagrechte Asymptote \(y=-1\) und die senkrechte Asymptote \(x=2\) ab. 2. Daher ist \(D_f=\mathbb{Q}\setminus\{2\}\). 3. Aus \(x=-b=2\) folgt \(b=-2\), aus \(y=c=-1\) folgt \(c=-1\). Der Ansatz lautet \(f(x)=\frac{a}{x-2}-1\). 4. Mit dem gut ablesbaren Punkt \((3\mid1)\) gilt \(1=a-1\), also \(a=2\). Damit ist \(f(x)=\frac{2}{x-2}-1\).

Antwort

a) \(x=2\), \(y=-1\) b) \(D_f=\mathbb{Q}\setminus\{2\}\) c) \(a=2\), \(b=-2\), \(c=-1\); \(f(x)=\frac{2}{x-2}-1\)
4322258
Der Graph einer Funktion \(f\) der Form \(f(x)=\frac{a}{x+b}+c\) ist dargestellt. a) Bestimme die senkrechte und die waagrechte Asymptote. b) Bestimme den Funktionsterm von \(f\). c) Berechne \(S_y\).
Abbildung zur Aufgabe 432225

Denkanstöße

- Welche beiden Asymptoten kannst du ablesen? - Welche Werte von \(b\) und \(c\) folgen daraus? - Nutze einen gut ablesbaren Punkt zur Bestimmung von \(a\). - Welchen \(x\)-Wert haben Punkte auf der \(y\)-Achse?

Lösung

1. Aus dem Graphen liest man die senkrechte Asymptote \(x=3\) und die waagrechte Asymptote \(y=2\) ab. Daher ist \(b=-3\) und \(c=2\). 2. Der gut ablesbare Punkt \((4\mid0)\) liefert \(0=a+2\), also \(a=-2\). Somit ist \(f(x)=-\frac{2}{x-3}+2\). 3. Für \(x=0\) gilt \(f(0)=\frac{2}{3}+2=\frac{8}{3}\). Daher ist \(S_y\left(0\mid\frac{8}{3}\right)\).

Antwort

a) \(x=3\), \(y=2\) b) \(f(x)=-\frac{2}{x-3}+2\) c) \(S_y\left(0\mid\frac{8}{3}\right)\)
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.
5572468
Der abgebildete Graph gehört zu einer Funktion der Form \(g(x)=\frac{a}{x+b}+c\). Ben liest die senkrechte Asymptote \(x=-3\) und die waagrechte Asymptote \(y=2\) korrekt ab. Danach schreibt er als Ansatz \(g(x)=\frac{a}{x-3}+2\). a) Erkläre, warum Bens Ansatz trotz korrekt abgelesener Asymptoten falsch ist. b) Lies den markierten Punkt \(P\) ab und bestimme den vollständigen richtigen Funktionsterm.
Abbildung zur Aufgabe 557246

Denkanstöße

- Setze die abgelesene Stelle der senkrechten Asymptote probeweise in Bens Nenner ein. - Welcher Nenner wird bei \(x=-3\) tatsächlich null? - Lies anschließend den markierten Punkt am Gitter ab. - Welche einzige unbekannte Größe bleibt nach dem korrekten Ansatz noch zu bestimmen?

Lösung

1. Eine senkrechte Asymptote bei \(x=-3\) bedeutet, dass der Nenner bei \(x=-3\) null werden muss. Das leistet \(x+3\), nicht \(x-3\). Daher ist \(b=3\) und der richtige Ansatz \(g(x)=\frac{a}{x+3}+2\). 2. Aus dem Graphen liest man \(P(-2\mid-2)\) ab. Einsetzen ergibt \(-2=\frac{a}{1}+2\), also \(a=-4\). 3. Damit lautet der Funktionsterm \(g(x)=\frac{-4}{x+3}+2\).

Antwort

a) Bei \(x=-3\) muss der Nenner null werden; deshalb gehört \(x+3\) in den Nenner. b) \(P(-2\mid-2)\), \(a=-4\), also \(g(x)=\frac{-4}{x+3}+2\)
4129478
Betrachte die Funktion \(g(x)=\frac{1-3x}{x+2}\) mit \(D_g=\mathbb{Q}\setminus\{-2\}\). Löse die Gleichung \(y=\frac{1-3x}{x+2}\) nach \(x\) auf. Bestimme daraus die Wertemenge \(W_g\) und die waagrechte Asymptote des Graphen.

Denkanstöße

- Behandle \(y\) beim Umstellen wie eine bekannte Größe und sammle alle Terme mit \(x\) auf einer Seite. - Nach welchem gemeinsamen Faktor kannst du die \(x\)-Terme ausklammern? - Für welchen \(y\)-Wert ist die nach \(x\) aufgelöste Formel nicht definiert?

Lösung

1. Aus \(y=\frac{1-3x}{x+2}\) folgt nach Multiplikation mit \(x+2\): \(y(x+2)=1-3x\). 2. Ausmultiplizieren liefert \(yx+2y=1-3x\). 3. Die Terme mit \(x\) werden zusammengefasst: \(yx+3x=1-2y\). 4. Ausklammern ergibt \(x(y+3)=1-2y\). 5. Für \(y\ne-3\) folgt \(x=\frac{1-2y}{y+3}\). 6. Für \(y=-3\) ist diese Formel nicht definiert; zugleich kann \(g(x)=-3\) für kein zulässiges \(x\) gelten. Daher ist \(W_g=\mathbb{Q}\setminus\{-3\}\). 7. Der ausgeschlossene Wert \(-3\) ist die Höhe der waagrechten Asymptote, also \(y=-3\).

Antwort

\(x=\frac{1-2y}{y+3}\); \(W_g=\mathbb{Q}\setminus\{-3\}\); waagrechte Asymptote: \(y=-3\).
4132788
Eine Funktion \(f\) hat die Gleichung \(f(x)=\frac{1}{x-4}+2\). Der Graph dieser Funktion wird zuerst an seiner eigenen waagrechten Asymptote gespiegelt. Im zweiten Schritt wird der so entstandene Graph um \(3\) Einheiten nach links verschoben. Bestimme die Funktionsgleichung der neuen Funktion \(g\) und gib deren Asymptoten an.

Denkanstöße

- Überlege zuerst, wo die waagrechte Asymptote von \(f\) liegt. Was passiert mit den Funktionswerten oberhalb und unterhalb dieser Geraden bei einer Spiegelung? - Wie verändert sich der Term im Nenner, wenn man den gesamten Graphen in \(x\)-Richtung verschiebt? - Ändert eine Verschiebung nach links die Höhe der waagrechten Asymptote?

Lösung

1. Die waagrechte Asymptote von \(f\) ist \(y=2\). 2. Bei der Spiegelung an \(y=2\) wechselt nur der Bruchterm sein Vorzeichen. Es entsteht \(h(x)=-\frac{1}{x-4}+2\). 3. Für die Verschiebung um \(3\) Einheiten nach links wird \(x\) durch \(x+3\) ersetzt: \(g(x)=-\frac{1}{(x+3)-4}+2=-\frac{1}{x-1}+2\). 4. Damit sind die Asymptoten von \(g\) die Geraden \(x=1\) und \(y=2\).

Antwort

Die neue Funktionsgleichung ist \(g(x)=-\frac{1}{x-1}+2\). Die senkrechte Asymptote ist \(x=1\) und die waagrechte Asymptote ist \(y=2\).

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