Analysis-Kurvendiskussion-Gebrochenrationale Funktion
     
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                Beispiel Nr: 49
            
        
           $\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{ x^3+x^2-4x-4}{ x-2} \   <br/>
  \bullet \text{Funktion/Faktorisieren} \\   f\left(x\right)=\displaystyle \frac{ x^3+x^2-4x-4}{ x-2}
 \\  
\text{Zaehler faktorisieren: } \\ x^3+x^2-4x-4 = 0 \\ \\ x^3+x^2-4x-4=0 \\\\ \text{Nullstelle für Polynmomdivision erraten:}-1\\  
 \,\small \begin{matrix} ( x^3&+x^2&-4x&-4&):( x +1 )= x^2  -4 \\ 
 \,-( x^3&+x^2) \\ \hline 
 &-4x&-4&\\ 
 &&-(-4x&-4) \\ \hline 
 &&&0\\ 
 \end{matrix} \\ \normalsize \\ 
      1x^2-4 =0 \qquad  /+4 \\
      1x^2= 4 \qquad /:1 \\
      x^2=\displaystyle\frac{4}{1} \\
      x=\pm\sqrt{4} \\
      x_1=2 \qquad x_2=-2
    \\ \underline{x_1=-2; \quad1\text{-fache Nullstelle}} \\\underline{x_2=-1; \quad1\text{-fache Nullstelle}} \\\underline{x_3=2; \quad1\text{-fache Nullstelle}} \\  
 \\\text{Nenner faktorisieren:} \\ x-2 = 0 \\ \\
      x-2 =0 \qquad  /+2 \\
      x=2
    \\ \underline{x_4=2; \quad1\text{-fache Nullstelle}} \\
 \\ \text{Faktorisierter Term:}\\ 
   f\left(x\right)=\displaystyle\frac{(x+2)(x+1)(x-2)}{(x-2)} \\ 
 \\ 
  \bullet\text{Definitionsbereich:}\qquad \mathbb{D} = \mathbb{R}\setminus \left\{2\right\} \\ 
  \bullet \text{Term gekürzen}\\   f\left(x\right)= \displaystyle\frac{(x+2)(x+1)}{ 1}\\ 
\bullet \text{Funktion/Ableitungen/Stammfunktion} \\   f\left(x\right)= x^2+3x+2=(x+2)(x+1)\\ 
f'\left(x\right)= 2x+3\\ 
f''\left(x\right)= 2\\ 
F(x)=\int_{}^{}( x^2+3x+2)dx= \frac{1}{3}x^3+1\frac{1}{2}x^2+2x+c
 \\  \\  \bullet\text{Definitions- und  Wertebereich:}\\\qquad  \mathbb{D} = \mathbb{R} \qquad \mathbb{W} = [(-\frac{1}{4}),\infty[  \\ 
 \\  \bullet \text{Grenzwerte:} \\ 
f(x)=x^2( 1+\dfrac{3}{x}+\dfrac{2}{x^2})  \\ 
\lim\limits_{x \rightarrow \infty}{f\left(x\right)}=[1\cdot \infty^2]=\infty  \\\lim\limits_{x \rightarrow -\infty}{f\left(x\right)}=[1\cdot (-\infty)^2]=\infty \\ 
 \\  \bullet \text{Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achse } \\f\left(-x\right)=1\cdot (-x)^{2}+3\cdot (-x)+2 \\ 
\text{keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung } 
 \\  
  \\  \bullet \text{Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:} \\f(x)= x^2+3x+2 = 0 \\ \\
      \\
      1x^{2}+3x+2 =0
      \\
      x_{1/2}=\displaystyle\frac{-3 \pm\sqrt{3^{2}-4\cdot 1 \cdot 2}}{2\cdot1}
      \\
      x_{1/2}=\displaystyle \frac{-3 \pm\sqrt{1}}{2}
      \\
      x_{1/2}=\displaystyle \frac{-3 \pm1}{2}
      \\
      x_{1}=\displaystyle \frac{-3 +1}{2}  \qquad  x_{2}=\displaystyle  \frac{-3 -1}{2}
      \\
      x_{1}=-1 \qquad x_{2}=-2
    \\ \underline{x_1=-2; \quad1\text{-fache Nullstelle}} \\\underline{x_2=-1; \quad1\text{-fache Nullstelle}} \\  
 \\  \bullet \text{Vorzeichentabelle:} \\
 \begin{array}{|c|c|c|c|c|c|c||} 
\hline 
& x < &-2&< x <&-1&< x\\ 
\hline 
 f(x)&+&0&-&0&+\\  
 \hline 
 \end{array}\\ \\ 
\underline{\quad x \in ]-\infty;-2[\quad \cup \quad]-1;\infty[\quad f(x)>0 \quad \text{oberhalb der x-Achse}}\\ \\ 
\underline{\quad x \in ]-2;-1[\quad f(x)<0 \quad \text{unterhalb der x-Achse}} \\ 
 \\   \bullet \text{Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:} \\f'(x)= 2x+3 = 0 \\ \\
      2 x+3 =0 \qquad  /-3 \\
      2 x= -3 \qquad /:2 \\
      x=\displaystyle\frac{-3}{2}\\
      x=-1\frac{1}{2}
    \\ \underline{x_3=-1\frac{1}{2}; \quad1\text{-fache Nullstelle}} \\f''(-1\frac{1}{2})=2>0 \Rightarrow \underline{\text{Tiefpunkt:} (-1\frac{1}{2}/-\frac{1}{4})} \\ 
   \\ 
\bullet\text{Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf) } \\
 \begin{array}{|c|c|c|c||} 
\hline 
& x < &-1\frac{1}{2}&< x\\ 
\hline 
 f'(x)&-&0&+\\  
 \hline 
 \end{array}\\ \\ 
\underline{\quad x \in ]-1\frac{1}{2};\infty[\quad f'(x)>0 \quad \text{streng monoton steigend }}\\ \\ 
\underline{\quad x \in ]-\infty;-1\frac{1}{2}[\quad f'(x)<0 \quad \text{streng monoton fallend }}\\ 
\\ 
\bullet\text{Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse} \\A=\int_{-2}^{-1}\left( x^2+3x+2\right)dx=\left[ \frac{1}{3}x^3+1\frac{1}{2}x^2+2x\right]_{-2}^{-1}
 \\  =\left(\frac{1}{3}\cdot (-1)^{3}+1\frac{1}{2}\cdot (-1)^{2}+2\cdot (-1)\right)-\left(\frac{1}{3}\cdot (-2)^{3}+1\frac{1}{2}\cdot (-2)^{2}+2\cdot (-2)\right)
 \\  =\left(-\frac{5}{6}\right)-\left(-\frac{2}{3}\right)=-\frac{1}{6}
 \\  \\ 
 \\ 
 Funktionsgraph und Wertetabelle \\ 
\end{array}$