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Serlo-Content · Eigenes Frontend

/85442

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

Aufgabengruppe

/mathe/85442/aufgabengruppe

/mathe/85442/aufgabengruppe

Aufgabengruppe

Bestimme das Verhalten der Funktion für und für .

Aufgabe 1

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Lösung
Voraussetzung
Grenzwertbetrachtungen
Strategie

Schritte

Verhalten der Funktion für bzw.

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"Bestimme das Verhalten der Funktion für " heißt:

Gesucht ist

  • der Grenzwert, an den sich die Funktionswerte von annähern,
  • wenn der -Wert gegen geht.

also der .

Entsprechend gilt: "Bestimme das Verhalten der Funktion für " heißt:

Gesucht ist der . (Manchmal schreibt man auch nur .)

Allgemeine Informationen und Erklärungen zum Thema Grenzwert findest du im Artikel Grenzwertbetrachtung.

Setze ein.

Entsprechend natürlich auch:

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Betrachte :

Zählergrad = 2, Nennergrad = 1

und damit ist der Zählergrad ("ZG") größer als der Nennergrad ("NG").

kann daher im Unendlichen nur gegen oder gehen, nicht aber gegen irgendeine reelle Zahl.

ZG > NG oder

Genauso gilt: ZG > NG oder

ABER:

Ob oder ist, kann man auf diesem Weg nicht herausfinden. (Entsprechendes gilt natürlich auch für . )

Bei dieser Aufgabe ist es somit nicht möglich, mit der Argumentation über Zählergrad und Nennergrad bereits die beiden Grenzwerte zu ermitteln.

Anmerkung: Allerdings kann man so erkennen, dass keine waagrechte Asymptote hat. Denn wenn eine waagrechte Asymptote hätte,

  • müsste diese Asymptote eine Gleichung der Form für eine reelle Zahl haben,
  • und es müsste oder sein.

hat aber eine schräge Asymptote, denn es gilt: ZG = NG+1.

Berechnung von und

Zur Berechnung der Grenzwerte kann man auf verschiedene Arten vorgehen:

  • Methode 1: Ausklammern und Kürzen der höchsten -Potenz des Nenners
  • Methode 2: Polynomdivision
  • Methode 3: Anwenden der Regel von L'Hospital
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Gleichungsumformung

Die höchste -Potenz des Nenners ist .

Klammere daher im Zähler und im Nenner aus, und verwende dazu, wo es erforderlich ist, Brüche.

Kürze weg.

Da sich für an annähert,

ist für .

Daher brauchst du das bei der Grenzwertbildung nicht mehr zu berücksichtigen.

Bilde nun den Grenzwert gegen .

Ebenso führt man die Rechnung für durch:

Ergebnisse:

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Führe mit dem Bruch eine Polynomdivision durch.

Ergebnisse:

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Da und , also sowohl der Zähler, als auch der Nenner, gegen streben, kann die Regel von de L'Hospital angewandt werden:

Wir definieren den Zähler und den Nenner als eigene Funktionen:

und und leiten diese im Rahmen der Regel von de L'Hospital ab:

Da nun der Zähler gegen strebt und der Nenner eine Konstante ist, strebt die gesamte Funktion gegen . Für kann analog vorgegangen werden.

Ergebnisse:

Aufgabe 2

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Lösung
Voraussetzung
Grenzwertbetrachtungen
Strategie

Schritte

Verhalten für

Gleichungsumformung

Grenzwert gegen bilden.

Zählergrad < Nennergrad

Verhalten für

Gleichungsumformung

Grenzwert gegen bilden.

Zählergrad < Nennergrad

Aufgabe 3

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Lösung
Voraussetzung
Grenzwertbetrachtungen
Strategie

Schritte

Grenzwert gegen bilden.

Satz von l'Hospital anwenden.

Grenzwert gegen bilden.

Satz von l'Hospital anwenden.

Alternativen:

Du kannst natürlich auch einfach durch kürzen:

, da ist.

Wenn du die Regel mit den höchsten Exponenten kennst, erhältst du genauso den Grenzwert: der höchste Exponent ist oben und unten eins, der Grenzwert ist also der Quotient der Vorfaktoren und .

Aufgabe 4

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Lösung
Voraussetzung
Grenzwertbetrachtungen
Strategie

Schritte

Verhalten für

Gleichungsumformung

Grenzwert gegen bilden.

Verhalten für

Gleichungsumformung

Grenzwert gegen bilden.