Gegeben ist die Funktion: f(x)=2x fĂŒr die ganzen Zahlen â1000,...,10
Diskutiere den Satz: "Der Graph der Exponentialfunktion ergibt einen rechten Winkel".
FĂŒr diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Exponentialfunktion
Zuerst lohnt es sich, den Graphen der Funktion f(x) in ein passendes Koordinatensystem zu zeichnen:
Dabei erkennt man, dass der Graph Gfâ in seinem Verlauf dem negativen Teil der x-Achse und dem positiven Teil der y-Achse folgt.
Berechnet man die gegebenen Endpunkte, ergeben sich folgende Werte:
2â1000â0
210=1024
Die beiden Punkte liegen also ungefĂ€hr bei (0âŁ1000) und (â1000âŁ0) und bilden mit dem Ursprung ein rechtwinkliges Dreieck, bei dem die beiden Katheten, an denen der Graph anliegt, einen rechten Winkel bilden.
Man muss jedoch beachten, dass vor allem der Punkt (0âŁ1000) ziemlich stark gerundet ist. Der eigentliche Punkt auf dem Graphen liegt weiter oben und weiter rechts, weshalb der Winkel in Wirklichkeit um ein gutes halbes Grad gröĂer als 90° ist.
Insgesamt kann man also sagen, dass der Graph der Funktion zwar einem rechten Winkel Àhnelt, aber es eben doch kein perfekter 90°-Winkel ist.
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Erstelle eine Skizze der Funktion oder benutze einen Funktionsplotter
ErklĂ€re die Argumente, die fĂŒr oder gegen die Behauptung sprechen
Bestimme die kleinste Zahl x0â, so dass fĂŒr alle xâ„x0â gilt: 2xâ„16x3.
FĂŒr diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Rechnen mit Logarithmus
Um x0â zu finden, setzt man 2x und 16x3 gleich und stellt nach x um.
2x = 16 x3 log2â x = log2â16 x3 â Logarithmus-Regel: Produkt zu Summe
x = log2â16+log2âx3 â Logarithmus-Regel: Potenz zu Produkt
x = 4+3â log2âx Jetzt muss man ausprobieren, bis man den richtigen Wert fĂŒr x gefunden hat.
Da man bei log2âx nur positive Werte fĂŒr x nur positive Werte einsetzen kann, muss x positiv sein. AuĂerdem muss x eine Zweierpotenz sein.
x
1
2
4
8
16
4+3â log2âx
4
7
10
13
16
x0â hat den Wert 16.
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Wie Ă€ndert sich die Antwort in b), wenn die rechte Seite (16x3) mit 213=8192 multipliziert wird, also die Ungleichung 2xâ„131072x3 betrachtet wird?
FĂŒr diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Rechnen mit Logarithmus
Hier geht man genau wie in Teilaufgabe b) vor, man ersetzt nur 16x3 durch 131072x3.
2x = 131072 x3 log2â x = log2â131072 x3 â Logarithmus-Regel: Produkt zu Summe
x = log2â131072+log2âx3 â Logarithmus-Regel: Potenz zu Produkt
x = 17+3â log2âx Jetzt muss man ausprobieren, bis man den richtigen Wert fĂŒr x gefunden hat.
Da man bei log2âx nur positive Werte fĂŒr x nur positive Werte einsetzen kann, muss x positiv sein. AuĂerdem muss x eine Zweierpotenz sein.
x
1
2
4
8
16
32
17+3â log2âx
17
20
23
26
29
32
Hier hat x0â den Wert 32.
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