Analysis-Kurvendiskussion-Gebrochenrationale Funktion
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Beispiel Nr: 61
$\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{ 3x^3-10x^2+7x-12}{ x-3} \ <br/>
\bullet \text{Funktion/Faktorisieren} \\ f\left(x\right)=\displaystyle \frac{ 3x^3-10x^2+7x-12}{ x-3}
\\
\text{Zaehler faktorisieren: } \\ 3x^3-10x^2+7x-12 = 0 \\ \\ 3x^3-10x^2+7x-12=0 \\\\ \text{Nullstelle für Polynmomdivision erraten:}3\\
\,\small \begin{matrix} ( 3x^3&-10x^2&+7x&-12&):( x -3 )= 3x^2 -1x +4 \\
\,-( 3x^3&-9x^2) \\ \hline
&-1x^2&+7x&-12&\\
&-(-1x^2&+3x) \\ \hline
&& 4x&-12&\\
&&-( 4x&-12) \\ \hline
&&&0\\
\end{matrix} \\ \normalsize \\
3x^{2}-1x+4 =0\\
x_{1/2}=\displaystyle\frac{+1 \pm\sqrt{\left(-1\right)^{2}-4 \cdot 3 \cdot 4}}{2\cdot3}\\
x_{1/2}=\displaystyle \frac{+1 \pm\sqrt{-47}}{6}\\
\text{Diskriminante negativ keine Lösung}
\\ \underline{x_1=3; \quad1\text{-fache Nullstelle}} \\
\\\text{Nenner faktorisieren:} \\ x-3 = 0 \\ \\
x-3 =0 \qquad /+3 \\
x=3
\\ \underline{x_2=3; \quad1\text{-fache Nullstelle}} \\
\\ \text{Faktorisierter Term:}\\
f\left(x\right)=\displaystyle\frac{3(x^2-\frac{1}{3}x+1\frac{1}{3})(x-3)}{(x-3)} \\
\\
\bullet\text{Definitionsbereich:}\qquad \mathbb{D} = \mathbb{R}\setminus \left\{3\right\} \\
\bullet \text{Term gekürzen}\\ f\left(x\right)= \displaystyle\frac{3(x^2-\frac{1}{3}x+1\frac{1}{3})}{ 1}\\
\bullet \text{Funktion/Ableitungen/Stammfunktion} \\ f\left(x\right)= 3x^2-1x+4\\
f'\left(x\right)= 6x-1\\
f''\left(x\right)= 6\\
F(x)=\int_{}^{}( 3x^2-1x+4)dx= x^3-\frac{1}{2}x^2+4x+c
\\ \\ \bullet\text{Definitions- und Wertebereich:}\\\qquad \mathbb{D} = \mathbb{R} \qquad \mathbb{W} = [3\frac{11}{12},\infty[ \\
\\ \bullet \text{Grenzwerte:} \\
f(x)=x^2( 3-\dfrac{1}{x}+\dfrac{4}{x^2}) \\
\lim\limits_{x \rightarrow \infty}{f\left(x\right)}=[3\cdot \infty^2]=\infty \\\lim\limits_{x \rightarrow -\infty}{f\left(x\right)}=[3\cdot (-\infty)^2]=\infty \\
\\ \bullet \text{Symmetrie zum Ursprung oder zur y-Achse } \\f\left(-x\right)=3\cdot (-x)^{2}-1\cdot (-x)+4 \\
\text{keine Symmetrie zur y-Achse und zum Ursprung }
\\
\\ \bullet \text{Nullstellen / Schnittpunkt mit der x-Achse:} \\f(x)= 3x^2-1x+4 = 0 \\ \\
3x^{2}-1x+4 =0\\
x_{1/2}=\displaystyle\frac{+1 \pm\sqrt{\left(-1\right)^{2}-4 \cdot 3 \cdot 4}}{2\cdot3}\\
x_{1/2}=\displaystyle \frac{+1 \pm\sqrt{-47}}{6}\\
\text{Diskriminante negativ keine Lösung}
\\
\\ \bullet \text{Vorzeichentabelle:} \\\text{kein Vorzeichenwechsel} \\\underline{ x \in \mathbb{R} \qquad f(x)>0\quad \text{oberhalb der x-Achse}} \\
\\ \bullet \text{Extremwerte/Hochpunkte/Tiefpunkte:} \\f'(x)= 6x-1 = 0 \\ \\
6 x-1 =0 \qquad /+1 \\
6 x= 1 \qquad /:6 \\
x=\displaystyle\frac{1}{6}\\
x=\frac{1}{6}
\\ \underline{x_1=\frac{1}{6}; \quad1\text{-fache Nullstelle}} \\f''(\frac{1}{6})=6>0 \Rightarrow \underline{\text{Tiefpunkt:} (\frac{1}{6}/3\frac{11}{12})} \\
\\
\bullet\text{Monotonie/ streng monoton steigend (sms)/streng monoton fallend (smf) } \\
\begin{array}{|c|c|c|c||}
\hline
& x < &\frac{1}{6}&< x\\
\hline
f'(x)&-&0&+\\
\hline
\end{array}\\ \\
\underline{\quad x \in ]\frac{1}{6};\infty[\quad f'(x)>0 \quad \text{streng monoton steigend }}\\ \\
\underline{\quad x \in ]-\infty;\frac{1}{6}[\quad f'(x)<0 \quad \text{streng monoton fallend }}\\
\\
\bullet\text{Eingeschlossene Fläche mit der x-Achse} \\\text{keine Fläche}
\\ \\
\\
Funktionsgraph und Wertetabelle \\
\end{array}$