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Gegeben ist die Funktion f:x↩0,5x2−3x+0,5x2+1f: x\mapsto \dfrac{0{,}5x^2-3x+0{,}5}{x^2+1} mit der maximalen DefinitionsmengDf=RD_f=\mathbb{R}. Der Graph von ff wird mit GfG_f bezeichnet.

  1. Untersuchen Sie die Funktion ff auf Nullstellen.

  2. Geben Sie Art und Gleichung der Asymptote von GfG_f an und bestimmen Sie die Koordinaten möglicher gemeinsamer Punkte des Graphen GfG_f mit seiner Asymptote.

  3. Ermitteln Sie Art und Koordinaten der Extrempunkte von GfG_f.

    [ Mögliches Teilergebnis: fâ€Č(x)=3x2−3(x2+1)2f'(x)=\dfrac{3x^2-3}{(x^2+1)^2} ]

  4. Zeichnen Sie den Graphen GfG_f und seine Asymptote im Bereich −4≀x≀7-4\le x\le 7 in ein kartesisches Koordinatensystem.

  5. Zeigen Sie, dass die Funktion F:x↩0,5x−1,5⋅ln⁡(x2+1)F:x\mapsto 0{,}5x-1{,}5\cdot\ln(x^2+1) mit Df=RD_f=\mathbb{R} eine Stammfunktion von ff ist.

  6. Der Graph der Funktion ff, seine Asymptote und die Gerade mit der Gleichung x=3x=3schließen ein endliches FlĂ€chenstĂŒck ein. Kennzeichnen Sie dieses FlĂ€chenstĂŒck in der Zeichnung der Teilaufgabe 1.d und berechnen Sie die exakte Maßzahl seines FlĂ€cheninhalts.

  7. Es gilt ∫−33(0,5−f(x))dx=0\int_{-3}^{3} (0{,}5-f(x)) \mathrm{d}x=0 (Nachweis nicht nötig!). Deuten Sie dieses Ergebnis geometrisch.