Beispiel Nr: 28
$\text{Gesucht:}\\ \text{Definitions- und Wertebereich} \\ \text{Grenzwerte} \\ \text{Symmetrie} \\ \text{Nullstellen - Schnittpunkt mit der x-Achse} \\ \text{Ableitungen - Stammfunktion} \\ \text{Extremwerte - Monotonie} \\ \text{Wendepunkte - Krümmung}$
$\text{Funktion:}f\left(x\right)=\displaystyle \frac{-3x+1}{ 4x+2} \ $
$\bullet \text{Funktion/Faktorisieren} \\ f\left(x\right)=\displaystyle \frac{-3x+1}{ 4x+2} \\ \text{Zaehler faktorisieren: } \\-3x+1 = 0 \\ \\ -3 x+1 =0 \qquad /-1 \\ -3 x= -1 \qquad /:\left(-3\right) \\ x=\displaystyle\frac{-1}{-3}\\ x=\frac{1}{3} \\ \underline{x_1=\frac{1}{3}; \quad1\text{-fache Nullstelle}} \\ \\\text{Nenner faktorisieren:} \\ 4x+2 = 0 \\ \\ 4 x+2 =0 \qquad /-2 \\ 4 x= -2 \qquad /:4 \\ x=\displaystyle\frac{-2}{4}\\ x=-\frac{1}{2} \\ \underline{x_2=-\frac{1}{2}; \quad1\text{-fache Nullstelle}} \\ \\ \text{Faktorisierter Term:}\\ f\left(x\right)=\displaystyle\frac{-3(x-\frac{1}{3})}{4(x+\frac{1}{2})} \\ \\ \bullet\text{Definitionsbereich:}\qquad \mathbb{D} = \mathbb{R}\setminus \left\{-\frac{1}{2}\right\} \\ f\left(x\right)= \displaystyle \frac{-\frac{3}{4}x+\frac{1}{4}}{ x+\frac{1}{2}} \\ Polynomdivision:\\\small \begin{matrix} (-\frac{3}{4}x&+\frac{1}{4}&):( x +\frac{1}{2} )=-\frac{3}{4} \\ \,-(-\frac{3}{4}x&-\frac{3}{8}) \\ \hline & \frac{5}{8}&\\ \end{matrix} \\ \normalsize \\ \\ f(x)=-\frac{3}{4}+\frac{ \frac{5}{8}}{ x+\frac{1}{2}} \\ \\ \bullet \text{1. Ableitungen und 2.Ableitung} \\f'\left(x\right)=\frac{(-\frac{3}{4})\cdot( x+\frac{1}{2})-(-\frac{3}{4}x+\frac{1}{4})\cdot 1}{( x+\frac{1}{2})^2}\\ = \frac{(-\frac{3}{4}x-\frac{3}{8})-(-\frac{3}{4}x+\frac{1}{4})}{( x+\frac{1}{2})^2}\\ = \frac{-\frac{5}{8}}{( x+\frac{1}{2})^2}\\ = \frac{-\frac{5}{8}}{( x+\frac{1}{2})^2}\\ f''\left(x\right)=\frac{0\cdot( x^2+x+\frac{1}{4})-(-\frac{5}{8})\cdot( 2x+1)}{( x^2+x+\frac{1}{4})^2}\\ = \frac{0-(-1\frac{1}{4}x-\frac{5}{8})}{( x^2+x+\frac{1}{4})^2}\\ = \frac{ 1\frac{1}{4}x+\frac{5}{8}}{( x^2+x+\frac{1}{4})^2}\\ = \frac{ 1\frac{1}{4}x+\frac{5}{8}}{( x^2+x+\frac{1}{4})^2} \\ \\ \bullet \text{Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:} \\Zaehler =0 \\-\frac{3}{4}x+\frac{1}{4} = 0 \\ \underline{x_3=\frac{1}{3}; \quad1\text{-fache Nullstelle}} \\ \\ \\ \bullet \text{Vorzeichentabelle:} \\ \begin{array}{|c|c|c|c|c|c|c||} \hline & x < &-\frac{1}{2}&< x <&\frac{1}{3}&< x\\ \hline f(x)&-&0&+&0&-\\ \hline \end{array}\\ \\ \underline{\quad x \in ]-\frac{1}{2};\frac{1}{3}[\quad f(x)>0 \quad \text{oberhalb der x-Achse}}\\ \\ \underline{\quad x \in ]-\infty;-\frac{1}{2}[\quad \cup \quad]\frac{1}{3};\infty[\quad f(x)<0 \quad \text{unterhalb der x-Achse}} \\ \\ \bullet\text{Grenzwerte und Asymtoten: } \\ \\ \lim\limits_{x \rightarrow \pm\infty}{\displaystyle \frac{x(-3+x) }{x( 4+\dfrac{2}{x}) }}=\frac{-0,75}{1}=-\frac{3}{4} \\ \text{Horizontale Asymptote: } y=-\frac{3}{4} \\\lim\limits_{x \rightarrow -\frac{1}{2}^+}{\displaystyle\frac{-\frac{3}{4}(x-\frac{1}{3})}{(x+\frac{1}{2})}}=\infty\\ \lim\limits_{x \rightarrow -\frac{1}{2}^-}{\displaystyle\frac{-\frac{3}{4}(x-\frac{1}{3})}{(x+\frac{1}{2})}}=-\infty\\ \\ \text{Vertikale Asymptote (Polstelle): } x=-\frac{1}{2}\\ \\ \\ \bullet \text{Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:} \\f'(x)=\displaystyle \frac{-\frac{5}{8}}{ x^2+x+\frac{1}{4}} = 0 \\ \text{keine Loesung} \\ \\ \, \, \\\bullet\text{Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf) } \\f'\left(x\right)=\displaystyle \frac{-\frac{5}{8}}{ x^2+x+\frac{1}{4}}\\ \,\text{Zaehler} =0 \\\text{keine Loesung} \\\, \\\text{Nullstellen des Nenners aus f(x) übernehmen} \\\underline{x_4=-\frac{1}{2}; \quad1\text{-fache Nullstelle}} \\\, \\ \begin{array}{|c|c|c|c||} \hline & x < &-\frac{1}{2}&< x\\ \hline f'(x)&-&0&-\\ \hline \end{array}\\ \\ \underline{\quad x \in ]-\infty;-\frac{1}{2}[\quad \cup \quad]-\frac{1}{2};\infty[\quad f'(x)<0 \quad \text{streng monoton fallend }} \\ \\ \bullet\text{Kruemmung} \\f''\left(x\right)=\displaystyle \frac{ 1\frac{1}{4}x+\frac{5}{8}}{ x^4+2x^3+1\frac{1}{2}x^2+\frac{1}{2}x+\frac{1}{16}}\\ \,Zaehler =0 \\\\ 1\frac{1}{4} x+\frac{5}{8} =0 \qquad /-\frac{5}{8} \\ 1\frac{1}{4} x= -\frac{5}{8} \qquad /:1\frac{1}{4} \\ x=\displaystyle\frac{-\frac{5}{8}}{1\frac{1}{4}}\\ x=-\frac{1}{2} \\ \underline{x_5=-\frac{1}{2}; \quad1\text{-fache Nullstelle}} \\\, \\\text{Nullstelle des Nenners aus f(x) übernehmen} \\\underline{x_6=-\frac{1}{2}; \quad1\text{-fache Nullstelle}} \\ \begin{array}{|c|c|c|c||} \hline & x < &-\frac{1}{2}&< x\\ \hline f''(x)&-&0&+\\ \hline \end{array}\\ \\ \underline{\quad x \in ]-\frac{1}{2};\infty[\quad f''(x)>0 \quad \text{linksgekrümmt}}\\ \\ \underline{\quad x \in ]-\infty;-\frac{1}{2}[\quad f''(x)<0 \quad \text{rechtsgekrümmt }}$\\ Funktionsgraph und Wertetabelle \\*