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Serlo-Content · Eigenes Frontend

/53205

Wir laden die Inhalte direkt von der Serlo API und rendern sie mit unserem UI.

Aufgabengruppe

/mathe/53205/aufgabengruppe

/mathe/53205/aufgabengruppe

Aufgabengruppe

Finde die passenden Gleichungen zu den Funktionsgraphen:

Aufgabe 1
Graph1
Lösung anzeigen
Lösung
Voraussetzung
Sinus- und Kosinusfunktion
Strategie

Schritte

Die Ruhelage der Funktion liegt auf der -Achse.

Lösungsteil1

Der Graph schneidet das Koordinatensystem im Nullpunkt, also handelt es sich um eine Sinusfunktion (beziehungsweise einen verschobenen Kosinus).

Lösungsteil2

Da es leichter ist, verwendest du in den weiteren Schritten die Sinusfunktion.

Im nächsten Schritt suchst du nach der Amplitude der Funktion.

Die Amplitude der Funktion ist . Das heißt, dass die Funktion vorerst von der Form ist.

Lösungsteil3

Jetzt fehlt dir nur noch die Periode der Funktion. Am Graphen kannst du ablesen, dass diese beträgt. Das ist die normale Periode von der Sinusfunktion.

Da die Periode der Sinusfunktion nicht verändert wurde, lautet die Funktion:

Lösungsteil4
Aufgabe 2
Graph2
Lösung anzeigen
Lösung
Voraussetzung
Sinus- und Kosinusfunktion
Strategie

Schritte

Bestimme zunächst die Ruhelage der Funktion.

Ruhelage bestimmen

Die Ruhelage der Funktion liegt Einheiten über der -Achse.

Lösungsteil1

Der Graph hat ein Extremum (E) auf der -Achse. Das heißt, es handelt sich um eine Kosinusfunktion (beziehungsweise eine verschobene Sinusfunktion).

Da es leichter ist, beschränken wir uns hier auf die Kosinusfunktion.

Aufgrund der bisherigen Erkenntnisse gehen wir zunächst von folgender Form aus:

Lösungsteil2

Amplitude ermitteln

Als nächsten Schritt betrachten wir die Amplitude der gegeben Kosinusfunktion. Dazu müssen wir den Abstand eines Extremums zu der Ruhelage herausfinden.

Die Amplitude der Funktion hat den Wert . Das heißt, sie ist doppelt so groß wie bei der normalen Sinusfunktion. Daraus ergibt sich die vorläufige Form der Funktion:

Lösungsteil3

Untersuchung der Periode

Als nächstes untersuchst du die Periode der Funktion. Dazu untersuchst du, wie viele Perioden der gegebenen Funktion in dem Intervall liegen. Bei der normalen Kosinusfunktion liegt in diesem Intervall genau eine Periode. Hier sind es genau zwei Perioden, da im halben Intervall eine Periode liegt. Also ist die Funktion um den Faktor gestaucht.

Ergebnis

Da die Funktion um den Faktor gestaucht ist, lautet die Funktion:

Lösungsteil4
Aufgabe 3
Graph3
Lösung anzeigen
Lösung
Voraussetzung
Sinus- und Kosinusfunktion
Strategie

Schritte

Die Ruhelage der Funktion liegt bei .

Lösungsteil1

Als nächstes findest du die Art der Funktion heraus. Handelt es sich bei der Funktion um einen Kosinus oder um einen Sinus?

Da die Funktion die -Achse im selben Punkt schneidet wie die Ruhelage, also in handelt es sich um eine Sinusfunktion (beziehungsweise um eine verschobene Kosinusfunktion). Da es die folgenden Schritte erleichtert nehmen wir an, dass es sich um eine Sinusfunktion handelt.

Die Funktion ist fürs Erste von der Form:

Lösungsteil2

Der nächste Schritt, den du machst, ist die Bestimmung der Amplitude.

Da die Extrema jeweils eine Einheit in -Richtung von der Ruhelage entfernt sind, handelt es sich um die Standard-Sinus-Amplitude.

Da die Amplitude der normalen Amplitude der Sinusfunktion entspricht, bleibt es zunächst bei der Form der Funktion:

Lösungsteil3

Jetzt fehlt dir nur noch die Periode der Funktion.

Betrachte dazu zum Beispiel den -Achsenabschnitt von bis . In diesem Abschnitt befinden sich Perioden der Funktion. Da eine Periode der Standard-Sinus-Funktion von bis geht, multiplizieren wir den Wert mit . Damit kommen wir auf den Stauchungsfaktor .

Da die Funktion um den Faktor gestaucht ist, lautet die passende Funktion zu dem Bild:

Lösungsteil4
Aufgabe 4
Graph4
Lösung anzeigen
Lösung
Voraussetzung
Sinus- und Kosinusfunktion
Strategie

Schritte

Die Ruhelage der Funktion entspricht der -Achse.

Lösungsteil1

Als erstes findest du heraus, ob es sich um eine Sinusfunktion oder eine Kosinusfunktion handelt.

Die Funktion schneidet die -Achse weder in einem Extrempunkt, noch im Nullpunkt. Betrachtest du aber die Parallele zur -Achse durch die Stelle auf der -Achse. Die Funktion schneidet in einem Maximum diese Parallele. Deshalb nehmen wir an, dass es sich um eine verschobene Kosinusfunktion handelt.

Da die Kosinusfunktion um eine Einheit nach links verschoben ist, lautet die vorläufige Funktion:

Lösungsteil2

Jetzt ermittelst du die Amplitude der Funktion.

Der Abstand der Extrema zu der Ruhelage hat den Wert , also wird an der Amplitude der Funktion nichts geändert.

Die Amplitude ist bei der Funktion nicht manipuliert.

Lösungsteil3

Als letztes fehlt dir nur noch die Periode der Funktion.

Dazu betrachten wir ein Intervall der Länge das von nach rechts verläuft. In diesem Intervall befinden sich Perioden der Funktion, also in einem Intervall von . Da die Periode der Standard-Kosinus-Funktion ist, ist die Funktion um den Faktor gestaucht.

Da die Funktion um den Faktor gestaucht ist, lautet sie:

Lösungsteil4