Gib den Term einer nicht-linearen Funktion f an, für die gilt: ∣f(x)∣≤∣x∣ ∀x∈R. Mache deine Wahl plausibel.
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Stammfunktionen
Die Eigenschaft ∣f(x)∣≤∣x∣ ∀x∈R bedeutet, dass der Wert der gesuchten Funktion f immer zwischen den beiden Winkelhalbierenden y=x und y=−x liegen muss. Insbesondere gilt das für x=0. Damit weißt du: f(0)=0. Um zu verhindern, dass die Funktion f irgendwo den Bereich verlässt, verwendest du am besten ein Funktion, die eine Steigung hat, die kleiner ist, als die Steigung von y=x (die ist 1) und größer als die Steigung von y=−x (die ist -1).
Variante 1:
Eine Funktion, die immer zwischen -1 und 1 liegt, ist der Kosinus. Verwendest du den Kosinus als Steigung, dann ist die Stammfunktion des Kosinus, die durch (0∣0) geht, die gesuchte Funktion:
f(x)=sin(x)
Variante 2:
Du kannst auch den Bereich für die Steigung noch weiter einschränken, z. B. auf ]0;1[. Das ist der Wertebereich der Funktion g:x↦1+x21 (Da der Nenner immer größer ist als der Zähler, wird der Funktionswert nie größer als 1 und da x2 immer positiv ist, wird der Funktionswert nie kleiner als 0).
Wieder ist diejenige Stammfunktion von g, die durch (0∣0) geht die gesuchte Funktion. Eine Stammfunktion findest du möglicherweise in einer Formelsammlung:
f(x)=arctan(x)