Aufgaben zum Begriff der Funktion als eindeutiger Zuordnung
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Handelt es sich um eine Funktion oder nur um eine Zuordnung?
Einer Sängerin hat besonders erfolgreiche Lieder, auch Nummer 1 Hits genannt. Jedem Jahr wird die Anzahl dieser Nummer 1 Hits zugeordnet.
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Funktionen
Zu jedem Jahr gibt es eine eindeutige Zahl an Nummer 1 Hits. Deshalb handelt es sich um eine Funktion
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Diesmal wird die umgedrehte Richtung angeschaut:
Anzahl der Nummer 1 Hits ↦Jahr
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Funktionen
Dies ist nur eine Zuordnung. 0 Hits hat sie zum Beispiel in jedem Jahr, in dem sie keine Musik produziert.
Es gibt also keinen eindeutigen Wert, der der Anzahl 0 Hits zugeordnet wird und deshalb ist es nur eine Zuordnung, keine Funktion
Hast du eine Frage oder Feedback?
Du kaufst Äpfel und zahlst jeden einzelnen davon. Die betrachete Zuordnung ist: Anzahl Äpfel ↦ Preis
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Funktionen
Es handelt sich um eine Funktion, denn jeder Stückzahl kann an diesem Tag eindeutig der zugehörige Preis zugeordnet werden.
Hast du eine Frage oder Feedback?
Wieder kaufst du Äpfel. Diesmal interessiert dich aber der Zusammenhang Preis ↦ Anzahl Äpfel
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Funktionen
Auch dies ist eine Funktion. Zahlt man einen bestimmten Preis bekommt man an diesem Tag dafür auch immer eine bestimmte Anzahl an Äpfeln
Hast du eine Frage oder Feedback?
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Welche der folgenden fünf Graphen gehören sicher nicht zu einer Funktion?
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Funktion
Die Auswahlmöglichkeit G1,G3 und G5 führt zu Funktionen. Danach war aber in der Aufgabenstellung nicht gefragt.
Der Graph G1 berührt die y-Achse einmal im Punkt A.
Jede weitere beliebige Parallele zur y-Achse darf den Graphen dabei höchstens einmal schneiden; hier beispielsweise im Punkt B.
G1 gehört also zu einer Funktion.
Der Graph G3 schneidet die y-Achse einmal im Punkt A.
Jede beliebige Parallele zur y-Achse kann den Graphen dabei genau einmal schneiden; hier im Punkt B.
G3 gehört also zu einer Funktion.
Der Graph G5 schneidet die y-Achse einmal im Punkt A.
Jede beliebige Parallele zur y-Achse kann den Graphen dabei genau einmal schneiden; hier im Punkt B.
G5 gehört also zu einer Funktion.
Die Auswahlmöglichkeit G2 und G4 ist die gesuchte Antwort aus der Fragestellung.
Der Graph G2 schneidet die y-Achse im Punkt A und im Punkt B.
Damit wird aber gegen die Funktionseigenschaft verstoßen, dass jedem x-Wert genau ein y-Wert zugeordnet wird. G2 gehört also nicht zu einer Funktion.
Der Graph G4 schneidet die y-Achse im Punkt A und im Punkt B.
Damit wird aber gegen die Funktionseigenschaft verstoßen, dass jedem x-Wert genau ein y-Wert zugeordnet wird. G4 gehört also nicht zu einer Funktion.
Bei den Auswahlmöglichkeit G3 und G4 bzw. G2 und G5 war jeweils eine Funktion und jeweils einmal keine Funktion dabei.
Am Graphen kannst Du sehr gut ablesen, ob die Funktionseigenschaft erfüllt ist, ob also jedem x-Wert genau ein y-Wert zugeordnet wird. Jede Parallele zur y-Achse kann den Graphen dabei genau einmal schneiden.
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Wähle alle richtigen Aussagen aus:
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Funktionen
Bei dieser Aufgabe sind sechs Aussagen angegeben, von denen man jeweils herausfinden soll, ob sie richtig sind.
Beachte dabei: Du darfst eine Aussage nur dann als richtig werten, wenn sie auch wirklich immer stimmt, und nicht schon dann, wenn es irgendwelche Fälle gibt, in denen sie mal richtig ist.
Sobald es auch nur ein einziges Gegenbeispiel gibt, ist die Aussage falsch.
Wahr sind nur die Aussagen, die "im allgemeinen Fall" richtig sind.
Falsche Aussagen
Folgende Aussagen sind für den allgemeinen Fall nicht richtig:
"Der Graph einer Funktion schneidet die x-Achse mindestens einmal."
"Der Graph einer Funktion schneidet die x-Achse höchstens einmal."
"Der Graph einer Funktion schneidet die y-Achse mindestens einmal."
Und die folgende Aussage ist sogar immer falsch:
"Eine zur y-Achse parallele Gerade ist ein Funktionsgraph."
Richtige Aussagen
Richtig sind die folgenden Aussagen:
"Eine zur x-Achse parallele Gerade ist ein Funktionsgraph."
"Der Graph einer Funktion schneidet die y-Achse höchstens einmal."
Begründungen
Zur Aussage "Der Graph einer Funktion schneidet die x-Achse mindestens einmal."
Betrachte zum Beispiel den folgenden Funktionsgraphen:
Dieser Graph schneidet die x-Achse nicht.
Anmerkung:
Die Funktion, zu der der Graph im Bild gehört, ist: f:x↦0,5x2+1
Die Aussage ist also im Allgemeinen falsch, da es eine Funktion gibt, für die sie nicht erfüllt ist.
("Im Allgemeinen falsch" heißt: Für eine bestimmte Funktion kann sie schon richtig sein, aber sie stimmt nicht für jede Funktion, also nicht "allgemein").
Zur Aussage "Der Graph einer Funktion schneidet die x-Achse höchstens einmal."
Betrachte zum Beispiel den folgenden Funktionsgraphen:
Dieser Graph schneidet die x-Achse mehr als einmal.
Anmerkung:
Die Funktion, zu der der Graph im Bild gehört, ist: g:x↦x2−2
Die Aussage ist also im Allgemeinen falsch, da es eine Funktion gibt, für die sie nicht erfüllt ist.
Zur Aussage "Der Graph einer Funktion schneidet die y-Achse mindestens einmal."
Betrachte zum Beispiel den folgenden Funktionsgraphen:
Dieser Graph hat keinen Schnittpunkt mit der y-Achse. da der x-Wert 0 nicht im Definitionsbereich der Funktion ist.
Anmerkung:
Die Funktion, zu der der Graph im Bild gehört, ist: h:x↦x1
Die Aussage ist also im Allgemeinen falsch, da es eine Funktion gibt, für die sie nicht erfüllt ist.
Zur Aussage "Eine zur y-Achse parallele Gerade ist ein Funktionsgraph."
Betrachte zum Beispiel den folgenden Graphen:
Dieser Graph gehört nicht zu einer Funktion.
Eine zur y-Achse parallele Gerade kann nicht Graph einer Funktion sein, weil diese Funktion dann einem einzigen x-Wert unendlich viele y-Werte (und nicht nur einen!) zuordnen würde.
Die Aussage ist sogar immer falsch, es gilt nämlich:
Eine zur y-Achse parallele Gerade ist kein Graph einer Funktion f:x↦f(x).
Zur Aussage "Eine zur x-Achse parallele Gerade ist ein Funktionsgraph."
Diese Aussage ist richtig.
Wenn eine Gerade parallel zur x-Achse bei y=a verläuft, dann haben alle ihre Punkte den y-Wert a.
Daher ist die Gerade Graph der Funktion
f:x↦a,
die jedem x den Wert a zuordnet.
(Die Gerade im Bild hier zum Beispiel ist Graph der Funktion f:x↦1. )
Zur Aussage "Der Graph einer Funktion schneidet die y-Achse höchstens einmal."
Die Aussage ist richtig.
Wenn ein Graph die y-Achse mehr als einmal schneidet, kann er nicht Graph einer Funktion f:x↦f(x) sein.
Denn dem x-Wert x=0 müsste dann mehr als nur ein y-Wert zugeordnet sein.
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Fertige für die folgenden Funktionen eine Wertetabelle an.
f: x ↦ x2 mit −3 ≤x≤3 und einem Abstand von 1 zwischen den x-Werten.
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Wertetabelle
Werte berechnen
Setze zunächst den Wert -3 ein.
f(−3)=(−3)2=9
Wiederhole für die anderen Werte:
f(−2)=4
f(−1) = 1
f(0)=0
...
Wertetabelle zeichnen
x
-3
-2
-1
0
1
2
3
y
9
4
1
0
1
4
9
Hast du eine Frage oder Feedback?
Setze im Kopf oder schriftlich die Werte in die Zuordnungsvorschrift ein, in dem du alle Vorkommen von x durch eine Zahl ersetzt und die Rechnung ausführst.
Die Funktionsgleichung f(x)=x2 ist hierzu besser geeignet als die Zuordnungsvorschrift f:x↦x2
f: x ↦∣x∣−2 für −2≤x ≤0,5 mit Schrittweite Δx=0,5
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Wertetabelle
Werte berechnen
Setze alle Werte nacheinander in die Funktionsgleichung ein und beachte die Betragsfunktion:
f(−2)=∣−2∣−2=2−2=0
f(−1,5)= −0,5
...
Wertetabelle zeichnen
x
-2
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
y
0
-0,5
-1
-1,5
-2
-1,5
Hast du eine Frage oder Feedback?
Setze im Kopf oder schriftlich die Werte in die Zuordnungsvorschrift ein, in dem du alle Vorkommen von x durch eine Zahl ersetzt und die Rechnung ausführst.
Die Funktionsgleichung f(x)=∣x∣−2 ist hierzu besser geeignet als die Zuordnungsvorschrift f:x↦∣x∣−2
f(x)=x−21 für 1≤x ≤3 mit Schrittweite Δx =0,5
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Wertetabelle
Wertetabelle zeichnen
Setze erneut nacheinander alle Funktionswerte ein und übertrage diese in eine Wertetabelle:
x
1
1,5
2
2,5
3
y
-1
-2
/
2
1
Hast du eine Frage oder Feedback?
Setze im Kopf oder schriftlich die Werte in die Funtionsgleichung ein, in dem du alle Vorkommen von x durch eine Zahl ersetzt und die Rechnung ausführst.
Beachte: x=2 darfst du nicht in die Funktion einsetzen, weil der Nenner eines Bruchs niemals 0 sein darf.
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Setze in den Term T(x)=(41−x+x2):(−21) für die Variable x die Zahlen −2; −1; −0,50; 0,25; 43 sowie 1 ein und berechne die zugehörigen Termwerte.
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Terme und Variablen
x
-2
-1
-0,5
0,25
43
1
T(x)
-12,5
-4,5
-2
-0,125
-0,125
-0,5
für x=−2
(41−x+x2):(−21) = ↓ x=−2 einsetzen
(41−(−2)+(−2)2):(−21) = (41+2+4):(−21) = ↓ Hauptnenner bilden →4
(41+48+416):(−21) = 425:(−21) = ↓ Mit dem Kehrwert multiplizieren
425⋅(−12) = 425⋅(−12) = −225 = −12,5 für x=−1
(41−x+x2):(−21) = ↓ x=−1 einsetzen
(41−(−1)+(−1)2):(−21) = (41+1+1):(−21) = ↓ Hauptnenner bilden →4
(41+44+44):(−21) = ↓ Mit dem Kehrwert multiplizieren
49⋅(−12) = −29 = −4,5 für x=−0,5
(41−x+x2):(−21) = (41−(−0,5)+(−0,5)2):(−21) = (41+0,5+0,25):(−21) = (41+42+41):(−21) = 44⋅(−12) = −24 = −2 für x=0,25
(41−x+x2):(−21) = (41−(0,25)+(0,25)2):(−21) = (41−0,25+0,0625):(−21) = (41−41+0,0625):(−21) = (161):(−21) = (161)⋅(−12) = (−81) = −0,125 für x=43
(41−x+x2):(−21) = (41−(43)+(43)2):(−21) = (41−43+169):(−21) = (164−1612+169):(−21) = 161⋅(−12) = (−81) = −0,125 für x=1
(41−x+x2):(−21) = (41−1+(1)2):(−21) = (41):(−21) = 41⋅(−12) = −0,5 - 6
Gegeben sind die Terme
T1(x)=(23−x)2,
T2(x)=2(3−x)2,
T3(x)=23−x2,
T4(x)=3−2x2 und
T5(x)=3−(2x)2.
Setze in die Terme jeweils für x die Zahlen −2;0;1,5 sowie 331 ein und trage die Termwerte in einer Tabelle zusammen.
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Rechnen mit Bruchtermen
−2
0
1,5
331
T1
641
241
169
361
T2
1221
421
181
181
T3
−21
121
83
−4181
T4
1
3
187
−295
T5
2
3
2167
92
Lösung für T1
T1(x) = (23−x)2 ↓ Setze x=−2 ein.
T1(−2) = (23−(−2))2 ↓ Fasse zusammen.
= (25)2 ↓ Potenziere den Bruch.
= 425 ↓ Schreibe als gemischten Bruch.
= 641 T1(x) = (23−x)2 ↓ Setze x=0 ein.
T1(0) = (23−0)2 ↓ Fasse zusammen.
= (23)2 ↓ Potenziere den Bruch.
= 49 ↓ Schreibe als gemischten Bruch.
= 241 T1(x) = (23−x)2 ↓ Setze x=1,5 ein.
T1(1,5) = (23−1,5)2 ↓ Fasse zusammen.
= (21,5)2 ↓ Erweitere den Bruch mit 2.
= (43)2 ↓ Potenziere den Bruch.
= 169 T1(x) = (23−x)2 ↓ Setze x=331 ein.
T1(331) = 23−3312 ↓ Fasse zusammen.
= 2−312 ↓ Teile den Bruch −31 durch 2.
= (−61)2 ↓ Potenziere den Bruch.
= 361 Lösung für T2
T2(x) = 2(3−x)2 ↓ Setze x=−2 ein.
T2(−2) = 2(3−(−2))2 ↓ Fasse zusammen.
= 252 ↓ Vereinfache.
= 225 ↓ Schreibe als gemischten Bruch.
= 1221 T2(x) = 2(3−x)2 ↓ Setze x=0 ein.
T2(0) = 2(3−0)2 ↓ Fasse zusammen.
= 232 ↓ Vereinfache.
= 29 ↓ Schreibe als gemischten Bruch.
= 421 T2(x) = 2(3−x)2 ↓ Setze x=1,5 ein.
T2(1,5) = 2(3−1,5)2 ↓ Fasse zusammen.
= 2(23)2 ↓ Berechne das Quadrat.
= 2(49) ↓ Teile den Bruch 49 durch 2.
= 89 ↓ Schreibe als gemischten Bruch.
= 181 T2(x) = 2(3−x)2 ↓ Setze x=331 ein.
T2(331) = 2(3−331)2 ↓ Fasse zusammen.
= 2(−31)2 ↓ Berechne das Quadrat.
= 2(91) ↓ Teile den Bruch 91 durch 2.
= 181 Lösung für T3
T3(x) = 23−x2 ↓ Setze x=−2 ein.
T3(−2) = 23−(−2)2 ↓ Berechne das Quadrat.
= 23−4 ↓ Vereinfache.
= −21 T3(x) = 23−x2 ↓ Setze x=0 ein.
T3(0) = 23−02 ↓ Vereinfache.
= 23 ↓ Schreibe als gemischten Bruch.
= 121 T3(x) = 23−x2 ↓ Setze x=1,5 ein.
T3(1,5) = 23−1,52 ↓ Berechne das Quadrat
= 23−2,25 = 20,75 ↓ Erweitere den Bruch mit 4.
= 83 T3(x) = 23−x2 ↓ Setze x=331 ein.
T3(331) = 23−(331)2 ↓ Wandle den gemischten Bruch um.
= 23−(310)2 ↓ Berechne das Quadrat.
= 23−(9100) ↓ Wandle 3 in Neuntel um.
= 2927−9100 ↓ Berechne die Differenz.
= 2−973 ↓ Teile den Bruch −973 durch 2.
= −1873 ↓ Schreibe als gemischten Bruch.
= −4181 Lösung für T4
T4(x) = 3−2x2 ↓ Setze x=−2 ein.
T4(−2) = 3−2(−2)2 ↓ Berechne das Quadrat.
= 3−24 ↓ Vereinfache.
= 3−2 ↓ Vereinfache.
= 1 T4(x) = 3−2x2 ↓ Setze x=0 ein.
T4(0) = 3−202 ↓ Vereinfache.
= 3−0 ↓ Vereinfache.
= 3 T4(x) = 3−2x2 ↓ Setze x=1,5 ein.
T4(1,5) = 3−21,52 ↓ Berechne das Quadrat.
= 3−22,25 ↓ Erweitere den Bruch 22,25 mit 4.
= 3−89 ↓ Wandle 3 in Achtel um.
= 824−89 ↓ Berechne die Differenz.
= 815 ↓ Schreibe als gemischten Bruch.
= 187 T4(x) = 3−2x2 ↓ Setze x=331 ein.
T4(331) = 3−2(331)2 ↓ Wandle den gemischten Bruch um.
= 3−2(310)2 ↓ Berechne das Quadrat.
= 3−2(9100) ↓ Teile den Bruch 9100 durch 2.
= 3−18100 ↓ Wandle 3 in Achtzehntel um.
= 1854−18100 ↓ Berechne die Differenz.
= −1846 ↓ Kürze.
= −923 ↓ Schreibe als gemischten Bruch.
= −295 Lösung für T5
T5(x) = 3−(2x)2 ↓ Setze x=−2 ein.
T5(−2) = 3−(2−2)2 ↓ Kürze den Bruch.
= 3−(−1)2 ↓ Berechne das Quadrat.
= 3−1 ↓ Vereinfache.
= 2 T5(x) = 3−(2x)2 ↓ Setze x=0 ein.
T5(0) = 3−(20)2 ↓ Berechne den Bruch.
= 3−0 ↓ Vereinfache.
= 3 T5(x) = 3−(2x)2 ↓ Setze x=1,5 ein.
T5(1,5) = 3−(21,5)2 ↓ Berechne das Quadrat.
= 3−42,25 ↓ Erweitere den Bruch 42,25 mit 4.
= 3−169 ↓ Wandle 3 in Sechzehntel um.
= 1648−169 ↓ Berechne die Differenz.
= 1639 ↓ Schreibe als gemischten Bruch.
= 2167 T5(x) = 3−(2x)2 ↓ Setze x=331 ein.
T5(331) = 3−23312 ↓ Wandle den gemischten Bruch um.
= 3−23102 ↓ Teile den Bruch 310 durch 2.
= 3−(610)2 ↓ Berechne das Quadrat.
= 3−36100 ↓ Wandle 3 in Sechsunddreißigstel um.
= 36108−36100 ↓ Berechne die Differenz.
= 368 ↓ Kürze.
= 92
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