Die natürliche Exponentialfunktion, auch e-Funktion genannt, ist wichtiger Bestandteil der Analysis. Da es sich um eine spezielle Exponentialfunktion handelt, die besondere Eigenschaften besitzt, hat sie eine besondere Bedeutung. Deshalb lohnt es sich, diese Funktion ausführlich anzuschauen, um bei Bedarf darauf zurückgreifen zu können. Allgemeines zur Kurvendiskussion der Exponentialfunktion Eine Kurvendiskussion wird an einer speziellen Funktion durchgeführt, um alle Eigenschaften und das Verhalten der Funktion herauszufinden. Dafür wird der Wertebereich, die Nullstellen, der y-Achsenabschnitt, das Verhalten im Unendlichen – Grenzwert, die Extremstellen, die Symmetrie, die Monotonie, die Wendepunkte und das Krümmungsverhalten betrachtet. Betrachte zunächst einmal die folgende Tabelle, um dir die Funktionsgleichung und die Ableitung der reinen und erweiterten e-Funktion verinnerlichen. Die Ableitung wird später für die Extrem- und Wendepunkte benötigt. Komplette Kurvendiskussion e-Funktion Dieser Artikel führt an der Funktion eine komplette Kurvendiskussion durch.
d) Weise nach, dass alle Graphen der Funktionenschar im Ursprung die gleiche Tangente besitzen, und gib eine Gleichung dieser Tangente an. e) Bestimme den Wert für so, dass durch den Punkt verläuft, und zeichne den Graphen der zugehörigen Scharfunktion unter Berücksichtigung der bisherigen Ergebnisse. Gegeben ist die für x∈ℝ definierte Funktion f mit. a) Wie verhält sich die Funktion im Unendlichen? b) Gib alle Nullstellen an. c) Bestimme alle relativen Hoch- und Tiefpunkte. d) Berechne f(-0, 5), f(0) und f(4) und zeichne auf der Grundlage aller bisherigen Ergebnisse im Intervall. e) Die Tangente an an der Stelle bildet mit den Koordinatenachsen ein Dreieck. Bestimme dessen Fläche.
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Hierzu kannst du dir zuerst einmal das Schaubild der Funktion anschauen. Abbildung 1: Schaubild der Funktion f(x) Kurvendiskussion e-Funktion – Wertebereich Um den Wertebereich bei der e-Funktion zu bestimmen, musst du den Parameter berücksichtigen. Dieser verursacht eine Spiegelung an der, wenn er negativ ist. Da der Wertebereich entweder oder beträgt, ist die Null nicht im Wertebereich enthalten. Das bedeutet, dass die e-Funktion keine Nullstellen besitzt. Dementsprechend kannst du das Thema Nullstellen bei der Funktion schnell abhaken. Die Funktion besitzt keine Nullstellen. Kurvendiskussion e-Funktion – y-Achsenabschnitt Bei der e-Funktion wirkt sich lediglich der Parameter auf den y-Achsenabschnitt aus. Zur Erinnerung: Die allgemeine e-Funktion besitzt einen y-Achsenabschnitt von, da. Da der Parameter die Streckung in um den Faktor ist, muss dieser nur mit dem y-Achsenabschnitt der reinen e-Funktion multipliziert werden. Du erhältst dann folgenden y-Achsenabschnitt für die erweiterte e-Funktion.
Inhaltsübersicht Hier erfährst du, welche Schritte du bei einer Kurvendiskussion durchführen kannst und was du dafür benötigst! Die Kurvendiskussion beschreibt die Analyse einer Funktion auf besondere Eigenschaften. Dazu zählen: besondere Punkte des Funktionsgraphen das Verhalten des Funktionsgraphen die möglichen x x x - und y y y -Werte Besondere Punkte \Large{y} y \Large{y} -Achsenabschnitt Der y y y -Achsenabschnitt beschreibt den Schnittpunkt des Graphen mit der y y y -Achse. Zur Bestimmung solltest du Folgendes können: 0 0 0 in die Funktion einsetzen Nullstellen Die Nullstellen sind die Stellen, an denen der Graph die x x x -Achse schneidet. Zur Bestimmung musst du die Funktion mit 0 0 0 gleichsetzen und nach x x x auflösen. Häufig verwendete Methoden zur Bestimmung der Nullstellen, die du kennen solltest, sind: Satz vom Nullprodukt pq-Formel oder abc-Formel (Mitternachtsformel) Polynomdivision Substitution Extrempunkte Extrempunkte sind Hoch- und Tiefpunkte der Funktion. Dort ist die Tangentensteigung 0 0 0.
Du erhältst dann folgende zweite Ableitung. Wenn du die zweite Ableitung gleich setzt, erhältst du folgende Gleichung. Schlussfolgerung zu den Extremstellen und Wendepunkte Um Extremstellen oder Wendepunkte zu berechnen, müsstest du zuerst die Nullstellen der ersten und der zweiten Ableitung bilden. Damit die Ausdrücke werden können, muss einer der Faktoren sein. Die Parameter und sind so definiert, dass sie nicht sein dürfen. Dementsprechend müsste dem Wert entsprechen. Da du bereits weißt, dass die reine und die erweiterte e-Funktion keine Nullstellen besitzt, kann auch nicht sein. Damit hat die e-Funktion keine Extremstellen, also weder einen Hochpunkt noch einen Tiefpunkt, und keine Wendepunkte. Dementsprechend kannst du die Themen Extremstellen und Wendepunkte bei der Funktion schnell abhaken. Monotonie und Krümmungsverhalten der e-Funktion Die Monotonie und die Krümmung der e-Funktion werden sowohl vom Parameter als auch vom Parameter beeinflusst, da durch diese jeweils eine Spiegelung an einer Achse entstehen kann.