Lösungswege Mathematik Oberstufe 6, Schülerbuch

46 Untersuchen reeller Funktionen > Monotonie und Extremstellen von Funktionen 4 Monotonie von Funktionen Sei ​f : D → ℝ ​eine reelle Funktion und A eine Teilmenge von D. Die Funktion f heißt streng monoton steigend in A, wenn für alle x​ ​1​, ​x ​2 ​ ∈ A ​gilt: x f(x) 0 f(x1) x1 < x2 x1 x2 A f(x2) f(x1) < f(x2) f ​x ​1 ​ < ​x ​2​ ​⇒​ ​f​(​x ​1​) ​< f​(​x ​2​)​ (d. h. die Funktionswerte werden größer) streng monoton fallend in A, wenn für alle x​ ​1​, x​ ​2 ​ ∈ A ​gilt: x f(x) 0 f(x2) x1 < x2 x1 x2 A f(x1) f(x1) > f(x2) f ​x ​ 1 ​ < ​x ​2​ ​⇒​ ​f​(​x ​1​) ​> f​(​x ​2​)​ (d. h. die Funktionswerte werden kleiner) monoton steigend in A, wenn für alle x​ ​1​, ​x ​2 ​ ∈ A ​gilt: x f(x) 0 x1 < x2 x1 f x2 A f(x1) ª f(x2) ​x ​1 ​ < ​x ​2​ ​⇒​ ​f​(​x ​1​) ​ ≤ f​(​x ​2​)​ (d. h. die Funktionswerte werden größer oder bleiben gleich) monoton fallend in A, wenn für alle ​x​1​, x​ ​2 ​ ∈ A ​gilt: x f(x) 0 x1 < x2 x1 f x2 A f(x1) º f(x2) ​x ​1 ​ < ​x ​2​ ​⇒​ ​f​(​x ​1​) ​ ≥ f​(​x ​2​)​ (d. h. die Funktionswerte werden kleiner oder bleiben gleich) konstant in A, wenn für alle ​x​1​, ​x ​2 ​ ∈ A ​gilt: x f(x) 0 x1 < x2 x1 f x2 A f(x1) = f(x2) ​x ​1 ​ < ​x ​2​ ​⇒​ ​f​(​x ​1​) ​ = f​(​x ​2​)​ (d. h. die Funktionswerte bleiben gleich) Ist eine Funktion f in einer Teilmenge A der Definitionsmenge weder monoton steigend noch monoton fallend, dann sagt man f ist in A nicht monoton. Skizziere den Graphen einer Funktion f​ : ​[− 3; 5] ​ → ℝ ​mit folgenden Eigenschaften. a) f ist streng monoton steigend in ​[− 3; 0] ​und ​[3; 5] ​bzw. streng monoton fallend in ​[0; 3]​. b) f ist streng monoton fallend in ​[− 3; − 1] ​und ​[4; 5] ​bzw. streng monoton steigend in ​[− 1; 4]​. c) f ist konstant in ​[− 3; 3] ​bzw. monoton fallend (aber nicht streng monoton) in ​[3; 5]​. Bestimme das Monotonieverhalten der Funktion f im Intervall 1) ​[a; b] ​ 2) ​[b; c] ​ 3) ​[b; d] ​ 4) ​[a; d]​. 1) Da die Funktionswerte im Intervall ​[a; b] ​für größer werdende x-Werte kleiner werden, ist f in ​ [a; b] ​streng monoton fallend. 2) Da die Funktionswerte im Intervall ​[b; c] ​für größer werdende x-Werte gleich bleiben, ist f in ​[b; c] ​konstant. 3) Da die Funktionswerte im Intervall ​[b; d] ​für größer werdende x-Werte entweder gleich bleiben oder größer werden, ist f in ​[b; d] ​monoton steigend, aber nicht streng monoton. 4) Da die Funktionswerte im Intervall ​[a; d] ​für größer werdende x-Werte sowohl kleiner als auch größer werden, ist f in ​[a; d] ​nicht monoton. Merke 207 Muster 208 x f(x) b c d a 0 f Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

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