Analysis-Kurvendiskussion-Gebrochenrationale Funktion
     
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                Beispiel Nr: 07
            
        
           $\begin{array}{l} \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{-1}{ x^2} \   <br/>
  \bullet \text{Funktion/Faktorisieren} \\   f\left(x\right)=\displaystyle \frac{-1}{ x^2}
 \\  
\text{Nenner faktorisieren:} \\ x^2 = 0 \\  x^2=0  \Rightarrow  x=0 \\ \underline{x_1=0; \quad2\text{-fache Nullstelle}} \\
 \\ \text{Faktorisierter Term:}\\ 
   f\left(x\right)=\displaystyle\frac{-1}{x^2} \\ 
 \\ 
  \bullet\text{Definitionsbereich:}\qquad \mathbb{D} = \mathbb{R}\setminus \left\{0\right\} \\ 
 f\left(x\right)= \displaystyle \frac{-1}{ x^2} 
 \\ \\ \bullet \text{1. Ableitungen und 2.Ableitung} \\f'\left(x\right)=\frac{0\cdot x^2-(-1)\cdot 2x}{( x^2)^2}\\ 
= \frac{0-(-2x)}{( x^2)^2}\\ 
= \frac{ 2x}{( x^2)^2}\\ 
= \frac{ 2x}{( x^2)^2}
 \\ =\displaystyle\frac{2x}{x^4}
 \\ =\displaystyle\frac{2}{x^3}
 \\ =\displaystyle \frac{ 2}{ x^3}\\ f''\left(x\right)=\frac{0\cdot x^3- 2\cdot 3x^2}{( x^3)^2}\\ 
= \frac{0- 6x^2}{( x^3)^2}\\ 
= \frac{-6x^2}{( x^3)^2}\\ 
= \frac{-6x^2}{( x^3)^2}
 \\ =\displaystyle\frac{-6x^2}{x^6}
 \\ =\displaystyle\frac{-6}{x^4}
 \\ =\displaystyle \frac{-6}{ x^4}
 \\  
  \\ \bullet \text{Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:} \\Zaehler =0 \\-1 = 0 \\ \text{keine Loesung} \\
 \\  
 \\  \bullet \text{Vorzeichentabelle:} \\
 \begin{array}{|c|c|c|c||} 
\hline 
& x < &0&< x\\ 
\hline 
 f(x)&-&0&-\\  
 \hline 
 \end{array}\\ \\ 
\underline{\quad x \in ]-\infty;0[\quad \cup \quad]0;\infty[\quad f(x)<0 \quad \text{unterhalb der x-Achse}}  
 \\ \\ 
\bullet\text{Grenzwerte und Asymtoten: } \\ \\ 
\lim\limits_{x \rightarrow \pm\infty}{\displaystyle \frac{(-1)}{x^2( 1) }}=0 \\ 
 \text{Horizontale Asymptote: } y=0
\\\lim\limits_{x \rightarrow 0^+}{\displaystyle\frac{-1}{x^2}}=-\infty\\
\lim\limits_{x \rightarrow 0^-}{\displaystyle\frac{-1}{x^2}}=-\infty\\
 \\ 
\text{Vertikale Asymptote (Polstelle): } x=0\\
 \\ 
 \\   \bullet \text{Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:} \\f'(x)=\displaystyle \frac{ 2}{ x^3} = 0 \\ \text{keine Loesung} \\   \\ 
 \, \, 
 \\\bullet\text{Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf) } \\f'\left(x\right)=\displaystyle \frac{ 2}{ x^3}\\
 \,\text{Zaehler} =0 \\\text{keine Loesung} \\\, 
 \\\text{Nullstellen des Nenners aus f(x) übernehmen}  \\\underline{x_2=0; \quad2\text{-fache Nullstelle}} \\\,  
 \\
 \begin{array}{|c|c|c|c||} 
\hline 
& x < &0&< x\\ 
\hline 
 f'(x)&-&0&+\\  
 \hline 
 \end{array}\\ \\ 
\underline{\quad x \in ]0;\infty[\quad f'(x)>0 \quad \text{streng monoton steigend }}\\ \\ 
\underline{\quad x \in ]-\infty;0[\quad f'(x)<0 \quad \text{streng monoton fallend }} \\ 
 \\ \bullet\text{Kruemmung} \\f''\left(x\right)=\displaystyle \frac{-6}{ x^4}\\ 
 \,Zaehler =0 \\\text{keine Loesung} \\\,  
 \\\text{Nullstelle des Nenners aus f(x) übernehmen}  \\\underline{x_3=0; \quad2\text{-fache Nullstelle}} \\
 \begin{array}{|c|c|c|c||} 
\hline 
& x < &0&< x\\ 
\hline 
 f''(x)&-&0&-\\  
 \hline 
 \end{array}\\ \\ 
\underline{\quad x \in ]-\infty;0[\quad \cup \quad]0;\infty[\quad f''(x)<0 \quad \text{rechtsgekrümmt}} \\ 
 Funktionsgraph und Wertetabelle \\ 
\end{array}$