Analysis-Kurvendiskussion-Gebrochenrationale Funktion
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Beispiel Nr: 29
$\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{ 5x+6}{-1x} \ <br/>
\bullet \text{Funktion/Faktorisieren} \\ f\left(x\right)=\displaystyle \frac{ 5x+6}{-1x}
\\
\text{Zaehler faktorisieren: } \\ 5x+6 = 0 \\ \\
5 x+6 =0 \qquad /-6 \\
5 x= -6 \qquad /:5 \\
x=\displaystyle\frac{-6}{5}\\
x=-1\frac{1}{5}
\\ \underline{x_1=-1\frac{1}{5}; \quad1\text{-fache Nullstelle}} \\
\\\text{Nenner faktorisieren:} \\-1x = 0 \\ x=0 \Rightarrow x=0 \\ \underline{x_2=0; \quad1\text{-fache Nullstelle}} \\
\\ \text{Faktorisierter Term:}\\
f\left(x\right)=\displaystyle\frac{5(x+1\frac{1}{5})}{-1x} \\
\\
\bullet\text{Definitionsbereich:}\qquad \mathbb{D} = \mathbb{R}\setminus \left\{0\right\} \\
f\left(x\right)= \displaystyle \frac{-5x-6}{ x}
\\ Polynomdivision:\\\small \begin{matrix} (-5x&-6&):( x )=-5 \\
\,-(-5x) \\ \hline
&-6&\\
\end{matrix} \\ \normalsize \\ \\ f(x)=-5+\frac{-6}{ x} \\
\\ \bullet \text{1. Ableitungen und 2.Ableitung} \\f'\left(x\right)=\frac{(-5)\cdot x-(-5x-6)\cdot 1}{( x)^2}\\
= \frac{(-5x)-(-5x-6)}{( x)^2}\\
= \frac{6}{( x)^2}\\
= \frac{6}{( x)^2}\\ f''\left(x\right)=\frac{0\cdot x^2- 6\cdot 2x}{( x^2)^2}\\
= \frac{0- 12x}{( x^2)^2}\\
= \frac{-12x}{( x^2)^2}\\
= \frac{-12x}{( x^2)^2}
\\ =\displaystyle\frac{-12x}{x^4}
\\ =\displaystyle\frac{-12}{x^3}
\\ =\displaystyle \frac{-12}{ x^3}
\\
\\ \bullet \text{Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:} \\Zaehler =0 \\-5x-6 = 0 \\ \underline{x_3=-1\frac{1}{5}; \quad1\text{-fache Nullstelle}} \\
\\
\\ \bullet \text{Vorzeichentabelle:} \\
\begin{array}{|c|c|c|c|c|c|c||}
\hline
& x < &-1\frac{1}{5}&< x <&0&< x\\
\hline
f(x)&-&0&+&0&-\\
\hline
\end{array}\\ \\
\underline{\quad x \in ]-1\frac{1}{5};0[\quad f(x)>0 \quad \text{oberhalb der x-Achse}}\\ \\
\underline{\quad x \in ]-\infty;-1\frac{1}{5}[\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{x( 5+\dfrac{6}{x}) }{x(-1) }}=\frac{-5}{1}=-5 \\
\text{Horizontale Asymptote: } y=-5
\\\lim\limits_{x \rightarrow 0^+}{\displaystyle\frac{-5(x+1\frac{1}{5})}{x}}=-\infty\\
\lim\limits_{x \rightarrow 0^-}{\displaystyle\frac{-5(x+1\frac{1}{5})}{x}}=\infty\\
\\
\text{Vertikale Asymptote (Polstelle): } x=0\\
\\
\\ \bullet \text{Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:} \\f'(x)=\displaystyle \frac{ 6}{ x^2} = 0 \\ \text{keine Loesung} \\ \\
\, \,
\\\bullet\text{Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf) } \\f'\left(x\right)=\displaystyle \frac{ 6}{ x^2}\\
\,\text{Zaehler} =0 \\\text{keine Loesung} \\\,
\\\text{Nullstellen des Nenners aus f(x) übernehmen} \\\underline{x_4=0; \quad1\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{streng monoton fallend }} \\
\\ \bullet\text{Kruemmung} \\f''\left(x\right)=\displaystyle \frac{-12}{ x^3}\\
\,Zaehler =0 \\\text{keine Loesung} \\\,
\\\text{Nullstelle des Nenners aus f(x) übernehmen} \\\underline{x_5=0; \quad1\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 f''(x)>0 \quad \text{linksgekrümmt}}\\ \\
\underline{\quad x \in ]0;\infty[\quad f''(x)<0 \quad \text{rechtsgekrümmt}} \\
Funktionsgraph und Wertetabelle \\
\end{array}$