Bei Kurvendiskussionen sollte immer der Verlauf des Graphen betrachtet werden. Dabei ist auch wichtig, wie dieser sich im Unendlichen verhält. Das ist für viele schwer nachzuvollziehen. Ein paar Regeln können helfen. Typischer Verlauf im Unendlichen. Verhalten für x gegen unendlich. Verlauf der Graphen von verschiedenen Funktionen Es geht im Folgen ausschließlich darum, welchen Wert f(x) annimmt, wenn x -> +oo oder x-> -oo geht. Der Rest vom Verlauf des Graphen bleibt hier unberücksichtigt, es geht nur um das Verhalten, wenn x gegen unendlich strebt. Polynom-Funktion (ganzrationale Funktion): f(x) = a n x n + a n-1 x n-1 +... +a 1 x+a 0. Beachten Sie: Quadratische Gleichungen und lineare Gleichungen sind nur Sonderfälle dieser Funktion. Wenn die höchste Potenz, also n eine gerade Zahl und a n positiv ist, dann wird f(x) immer größer je größer x ist. Dabei ist es egal ob x -> +oo oder x-> -oo geht, f(x) geht immer gegen +oo. Ist die höchste Potenz eine ungerade Zahl, dann gilt f(x)->+oo für x -> +oo und f(x)-> -oo für x-> -oo.
Hat man anschließend immer noch einen Exponentialterm, so ist es eventuell hilfreich die Umkehrfunktion auf beiden Seiten anzuwenden. Zur Erinnerung: Die Umkehrfunktion von $e^x$ ist $\ln(x)$. Verhalten für x gegen +- unendlich. Verhalten an den Rändern des Definitionsbereiches: Für das Randverhalten einer Exponentialfunktion gibt es einige Tricks. Es gibt zwei Fälle die zu unterscheiden sind: eine Summe ein Produkt a) Das Randverhalten einer Summe $-2x + e^x$ bestimmt man, indem man das Randverhalten der beiden Summanden bestimmt. Geht nun der exponentielle Summand gegen unendlich, so geht die ganze Funktion auch gegen unendlich. Geht der exponentielle Summand aber gegen Null, so geht die gesamte Funktion gegen den Randwert des anderen Summanden. In diesem Falle würde für das Randverhalten folgen: \lim\limits_{x \to - \infty} - 2x = + \infty \qquad \text{ und} \qquad \lim\limits_{x \to - \infty} e^x = 0 \\ \Rightarrow \lim\limits_{x \to - \infty} - 2x+ e^x = \infty Und für die rechte Seite: \lim\limits_{x \to \infty} - 2x = - \infty \qquad \text{ und} \qquad \lim\limits_{x \to \infty} e^x = \infty \\ \Rightarrow \lim\limits_{x \to \infty} - 2x+ e^x = \infty b) Das Randverhalten eines Produktes $-2x \cdot e^x$ bestimmt man, indem man das Randverhalten beider Faktoren bestimmt.
Die Funktion hat also eine waagrechte Asymptote, eine Parallele zur X-Achse. Durch Polynomdivision können wir berechnen, an welchem Y-Wert entlang die Asymptote verläuft: Die Asymptote ist also eine Parallele zur X-Achse bei y = 0, 25: Noch einfacher läßt sich dieser Wert ( 0, 25) berechnen, indem man einfach den Koeffizienten des höchsten Glieds im Zähler durch den Koeffizienten des höchsten Glieds im Nenner teilt: z = n + 1 Da der Zähler für große Werte "um ein x " schneller wächst als der Zähler, nähert sich der Bruch einer Geraden der Form a(x) = mx + t an. Die Asymptote der Funktion ist also eine Gerade. Verhalten für f für x gegen unendlich. können wir die Geradengleichung der Asymptote bestimmen: Die Geradengleichung der Asymptoten ist also a(x) = -0, 5x - 0, 5. z > n + 1 Analog nähert sich eine solche Funktion für große X-Werte einem Polynom vom Grade z-n an: können wir die Funktionsgleichung dieses "Grenzpolynoms" bestimmen: Die Gleichung des Polynoms lautet also p(x) = x 2 + x - 1: Anmerkung zu den Grenzkurven Natürlich ist es für sehr große X-Werte nicht mehr sonderlich relevant, ob die Gleichung der Grenzkurve nun p(x) = x 2 + x - 1 oder p(x) = x 2 - x - 1 lautet.