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Forum "Folgen und Grenzwerte" - Grenzwerte bei Funktionen
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Grenzwerte bei Funktionen: Hausaufgaben
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 15:10 Sa 18.02.2006
Autor: Kristof

Aufgabe 1
Gegeben ist die Funktion f. Für welche Stelle a [mm] \in \IR [/mm] ist f nicht definiert? Bestimme  [mm] \limes_{x\rightarrow a} [/mm] f(x), falls dieser Grenzwert existiert.

Aufgabe 2
Nun die einzelnen Aufgaben :

a.) f (x) = [mm] (x-1)*x/x^1 [/mm]
b.) f (x) = x*(x+4)/x
c.) f (x) = (x-1)²/1-x²
d.) f (x) = x²+4x+4/x+2
e.) f (x) = (x-1)*(x+2)/x+2
f.) f (x) = x³+x²+x-3/x-1
g.) f (x) = x²-1/x-1
h.) f (x) = x²+1/(x+1)³
i.) f (x) = x/x²-1

Okay,
Fangen wir an. Den ersten Teil der Aufgabenstellung nämlich : Bestimme  [mm] \limes_{x\rightarrow a} [/mm] f(x) ist ja noch relativ einfach.

Fangen wir einfach an mit a.)
Habe da für x --> 0

[mm] \limes_{x\rightarrow 0} (x-1)*x/x^1 [/mm]

= [mm] \limes_{x\rightarrow 0} [/mm] (x-1)/1
= [mm] \limes_{x\rightarrow 0} [/mm] (0-1)/1

= -1

Der Grenzwert liegt also bei der Aufgabe a.) bei -1 !
Wäre das richtig?
Bin mir bei den Aufgaben halt gar nicht sicher :(

Nun zu b.)

b.) f (x) = x*(x+4)/x
Habe dort x ---> 0

= [mm] \limes_{x\rightarrow 0} [/mm] x*(x+4)/x
= [mm] \limes_{x\rightarrow 0} [/mm] (x+4)/1
= [mm] \limes_{x\rightarrow 0} [/mm] (0+4)/1
= 4

Hier würde der Grenzwert dann bei 4 liegen. Richtig?

Nun c.) da bin ich schon das erste mal so richtig unsicher gewesen. Denke nicht das es so wie ich es habe richtig ist aber naja.

c.) f (x) = (x-1)²/1-x²
Habe hier x --> 1

= [mm] \limes_{x\rightarrow 1} [/mm] (x-1)²/1-x²
= [mm] \limes_{x\rightarrow 1} [/mm] x²-2x+1/1-x²
= [mm] \limes_{x\rightarrow 1} [/mm] -2x/1 (ich glaub hier liegt irgendwo mein Fehler)
= [mm] \limes_{x\rightarrow 1} [/mm] -2*1/1

= -2
Hier liegt meiner Rechnung nach der Grenzwert bei -2 .
Ist sicher nicht richtig oder?

d.) f (x) = x²+4x+4/x+2

Für x ---> -2

= [mm] \limes_{x\rightarrow -2} [/mm] x²+4x+4/x+2
= [mm] \limes_{x\rightarrow -2} [/mm] (x+2)*(x+2)/x+2
= [mm] \limes_{x\rightarrow -2} [/mm] (x+2)/1
= [mm] \limes_{x\rightarrow -2} [/mm] (-2+2)/1

= 0
Hier liegt der Grenzwert bei 0.

e.) f (x) = (x-1)*(x+2)/x+2

Für x --> -2

= [mm] \limes_{x\rightarrow -2} [/mm] (x-1)*(x+2)/x+2
= [mm] \limes_{x\rightarrow -2} [/mm] (x-1)/1
= [mm] \limes_{x\rightarrow -2} [/mm] (-2-1)/1

= -3
Der Grenzwert liegt hier bei -3!

Bei f,g,h und i komme ich überhaupt gar nicht klar. Das bekomme ich leider nicht hin :( Weiß nur das bei f.) x gegen 1 strebt, bei g.) ebenso bei h.) strebt x gegen -1 und bei i.) strebt x wieder gegen 1.

Wäre super wenn ihr mir irgendwie helfen könntet.
Vielen Dank schonmal im Voraus.





        
Bezug
Grenzwerte bei Funktionen: Limes
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 15:12 Sa 18.02.2006
Autor: Kristof

Bei meinen Limes ist es irgendwie immer falsch.
Habe aber vorher ja hin geschrieben wogegen x strebt.
Hoffe das führt nicht zur unübersichtlichkeit :(

Naja...

Bezug
        
Bezug
Grenzwerte bei Funktionen: Korrekturen + Hinweis
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 15:47 Sa 18.02.2006
Autor: Loddar

Hallo Kristof!


Vorneweg: bei der Limes-Darstellung darfst Du nicht auch noch einne Backslash vor dem Grenzwert $a_$ schreiben, dann klappt das auch mit der Darstellung:

\limes_{x \rightarrow a}   wird dann zu   [mm]\limes_{x \rightarrow a}[/mm]



> Fangen wir einfach an mit a.)
> Habe da für x --> 0
>  
> [mm]\limes_{x\rightarrow 0} (x-1)*x/x^1[/mm]
> = [mm]\limes_{x\rightarrow 0}[/mm] (x-1)/1
> = [mm]\limes_{x\rightarrow 0}[/mm] (0-1)/1
> = -1
>  
> Der Grenzwert liegt also bei der Aufgabe a.) bei -1 !

[daumenhoch]



> Nun zu b.)
>
> b.) f (x) = x*(x+4)/x
> Habe dort x ---> 0
>
> = [mm]\limes_{x\rightarrow 0}[/mm] x*(x+4)/x
> = [mm]\limes_{x\rightarrow 0}[/mm] (x+4)/1
> = [mm]\limes_{x\rightarrow 0}[/mm] (0+4)/1
> = 4

[daumenhoch]



> c.) f (x) = (x-1)²/1-x²
> Habe hier x --> 1
>  
> = [mm]\limes_{x\rightarrow 1}[/mm] (x-1)²/1-x²
> = [mm]\limes_{x\rightarrow 1}[/mm] x²-2x+1/1-x²
> = [mm]\limes_{x\rightarrow 1}[/mm] -2x/1 (ich glaub hier liegt irgendwo mein Fehler)

Völlig richtig vermutet! Du darfst nämlich nicht aus Summen kürzen!

Aber löse den Nenner mal gemäß 3. binomischer Formel auf:

[mm] $\bruch{(x-1)^2}{1-x^2} [/mm] \ = \ [mm] -\bruch{(x-1)^2}{x^2-1} [/mm] \ = \ [mm] -\bruch{(x-1)^2}{(x+1)*(x-1)} [/mm] \ = \ ...$

Weißt Du nun alleine weiter?



> d.) f (x) = x²+4x+4/x+2
>  
> Für x ---> -2
>
> = [mm]\limes_{x\rightarrow -2}[/mm] x²+4x+4/x+2
> = [mm]\limes_{x\rightarrow -2}[/mm] (x+2)*(x+2)/x+2
> = [mm]\limes_{x\rightarrow -2}[/mm] (x+2)/1
> = [mm]\limes_{x\rightarrow -2}[/mm] (-2+2)/1
> = 0

[daumenhoch]



> e.) f (x) = (x-1)*(x+2)/x+2
>  
> Für x --> -2
>  
> = [mm]\limes_{x\rightarrow -2}[/mm] (x-1)*(x+2)/x+2
> = [mm]\limes_{x\rightarrow -2}[/mm] (x-1)/1
> = [mm]\limes_{x\rightarrow -2}[/mm] (-2-1)/1
> = -3

[daumenhoch]



Aufgabe f

Führe hier mal eine MBPolynomdivision [mm] $\left(x^3+x^2+x-3\right) [/mm] : (x-1)$ durch.



Aufgabe g

Den Ausdruck [mm] $x^2-1$ [/mm] wieder gemäß 3. binomischer Formel auflösen (siehe Aufgabe c.).



Aufgabe h  /  Aufgabe i

Was entstehen hier denn für Ausdrücke, wenn man die entsprechenden $a_$-Werte einsetzt?

Beispiel Aufgabe h:

[mm] $\limes_{x\rightarrow -1}\bruch{x^2+1}{(x+1)^3} [/mm] \ = \ [mm] \bruch{(-1)^2+1}{[(-1)+1]^3} [/mm] \ = \ [mm] \bruch{2}{0}$ [/mm]

[aufgemerkt] Und ein Ausdruck [mm] $\bruch{c}{0}$ [/mm] strebt immer gegen [mm] $\pm\infty$ [/mm] (je nach dem Vorzeichen von $c_$) .


Gruß
Loddar


Bezug
                
Bezug
Grenzwerte bei Funktionen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 16:46 Sa 18.02.2006
Autor: Kristof


> c.) f (x) = (x-1)²/1-x²
> Habe hier x --> 1
>  
> = $ [mm] \limes_{x\rightarrow 1} [/mm] $ (x-1)²/1-x²
> = $ [mm] \limes_{x\rightarrow 1} [/mm] $ x²-2x+1/1-x²
> = $ [mm] \limes_{x\rightarrow 1} [/mm] $ -2x/1 (ich glaub hier liegt irgendwo mein Fehler)

Völlig richtig vermutet! Du darfst nämlich nicht aus Summen kürzen!

Aber löse den Nenner mal gemäß 3. binomischer Formel auf:

$ [mm] \bruch{(x-1)^2}{1-x^2} [/mm] \ = \ [mm] -\bruch{(x-1)^2}{x^2-1} [/mm] \ = \ [mm] -\bruch{(x-1)^2}{(x+1)\cdot{}(x-1)} [/mm] \ = \ ... $

Weißt Du nun alleine weiter?

________________

Ja klar ;)
Super daran habe ich gar nicht gedacht.
Nun mal die Aufgabe :

= [mm] \limes_{x \rightarrow 1} [/mm] (x-1)²/1-x²  
= [mm] \limes_{x \rightarrow 1} [/mm] (x-1)*(x-1)/(x+1)(x-1)
= [mm] \limes_{x \rightarrow 1} [/mm] (x-1)/(x+1)
= [mm] \limes_{x \rightarrow 1} [/mm] (1-1)/(1+1)

= 0
Also ist der Grenzwert bei 0 ? Wäre ja cool wenn's jetzt richtig wäre.

Aufgabe f.)
Mit der Polynomdivision komme ich bei der Aufgabe nicht klar :(
Irgendwie schaff ich das nicht :(

Aufgabe g.)
Habe ich ausversehen die falsche aufgabenstellung gegeben die richtig ist :

f(x) = x³-1/x-1

Wie macht man es jetzt?

Zu h bzw. i) Darf denn im nenner überhaupt eine 0 stehen? Bedeutet das dann das der Grenzwert gegen  [mm] \infty [/mm] läuft?

Bezug
                        
Bezug
Grenzwerte bei Funktionen: Hinweise
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:09 Sa 18.02.2006
Autor: Loddar

Hallo Kristof!


> Nun mal die Aufgabe :
>  
> = [mm]\limes_{x \rightarrow 1}[/mm] (x-1)²/1-x²  
> = [mm]\limes_{x \rightarrow 1}[/mm] (x-1)*(x-1)/(x+1)(x-1)
> = [mm]\limes_{x \rightarrow 1}[/mm] (x-1)/(x+1)
> = [mm]\limes_{x \rightarrow 1}[/mm] (1-1)/(1+1)
> = 0

Der Grenzwert stimmt am Ende. Allerdings verschlampst Du unterwegs ein Minsuzeichen (2. Zeile).

Es muss heißen:

[mm] $\red{-}\bruch{x-1}{x+1} [/mm] \ = \ [mm] \bruch{1-x}{1+x}$ [/mm]



> Aufgabe f.)
> Mit der Polynomdivision komme ich bei der Aufgabe nicht
> klar :(
> Irgendwie schaff ich das nicht :(

Dann poste doch mal bitte, wie weit Du hier kommst ...



> Aufgabe g.)
> Habe ich ausversehen die falsche aufgabenstellung gegeben
> die richtig ist :
>  
> f(x) = x³-1/x-1

... denn auch hier ist eine MBPolynomdivision [mm] $\left(x^3-1\right):(x-1)$ [/mm] erforderlich!



> Zu h bzw. i) Darf denn im nenner überhaupt eine 0 stehen?

Diese Ausdrücke mit der Null im Nenner sind selbstverständlich in Anführungszeichen zu verstehen, denn wir dürfen nicht durch Null teilen.


> Bedeutet das dann das der Grenzwert gegen  [mm]\infty[/mm] läuft?

Das kommt drauf an, ob Du dich von rechts oder von links den jeweilgen  Stellen näherst.


Gruß
Loddar


Bezug
                                
Bezug
Grenzwerte bei Funktionen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 13:12 So 19.02.2006
Autor: Kristof


> Hallo Kristof!
>  
>
> > Nun mal die Aufgabe :
>  >  
> > = [mm]\limes_{x \rightarrow 1}[/mm] (x-1)²/1-x²  
> > = [mm]\limes_{x \rightarrow 1}[/mm] (x-1)*(x-1)/(x+1)(x-1)
>  > = [mm]\limes_{x \rightarrow 1}[/mm] (x-1)/(x+1)

>  > = [mm]\limes_{x \rightarrow 1}[/mm] (1-1)/(1+1)

>  > = 0

>  
> Der Grenzwert stimmt am Ende. Allerdings verschlampst Du
> unterwegs ein Minsuzeichen (2. Zeile).
>  
> Es muss heißen:
>  
> [mm]\red{-}\bruch{x-1}{x+1} \ = \ \bruch{1-x}{1+x}[/mm]
>  
>
> > Aufgabe f.)
>  > Mit der Polynomdivision komme ich bei der Aufgabe nicht

> > klar :(
>  > Irgendwie schaff ich das nicht :(

>  
> Dann poste doch mal bitte, wie weit Du hier kommst ...

Habe es nun doch hinbekommen ;)
Gestern war es zuviel, aber heute morgen ging es eigentlich ganz easy. Wenn's jetzt nicht richtig ist bekomm ich 'nen Föhn...

Okay, Aufgabe f.)

f(x) = x³+x²+x-3/x-1

= [mm]\limes_{x \rightarrow 1}[/mm] x³+x²+x-3/x-1

Polynomdivision :
= [mm]\limes_{x \rightarrow 1}[/mm] (x³+x²+x-3)/(x-1) = x²+2x+3
= [mm]\limes_{x \rightarrow 1}[/mm] (x²+2x+3)*(x-1)/(x-1)
= [mm]\limes_{x \rightarrow 1}[/mm] (x²+2x+3)/1
= [mm]\limes_{x \rightarrow 1}[/mm] 1²+2*1+3/1

= 6

Demnach müsste der Grenzwert hier bei 6 liegen ist das richtig?





> > Aufgabe g.)
> > Habe ich ausversehen die falsche aufgabenstellung gegeben
> > die richtig ist :
>  >  
> > f(x) = x³-1/x-1
>
> ... denn auch hier ist eine MBPolynomdivision
> [mm]\left(x^3-1\right):(x-1)[/mm] erforderlich!

Okay Meister, habe ich gemacht :)

g.) f(x) = x³-1/x-1

= [mm]\limes_{x \rightarrow 1}[/mm] x³-1/x-1

Polynomdivision :
= [mm]\limes_{x \rightarrow 1}[/mm] (x³-1)/(x-1)=x²+1x+1
= [mm]\limes_{x \rightarrow 1}[/mm] (x²+1x+1)*(x-1)/(x-1)
= [mm]\limes_{x \rightarrow 1}[/mm] (x²+1x+1)/1
= [mm]\limes_{x \rightarrow 1}[/mm] 1²+1*1+1/1
= 3

Hier liegt der Grenzwert dann wohl bei 3 richtig?

> > Zu h bzw. i) Darf denn im nenner überhaupt eine 0 stehen?
>
> Diese Ausdrücke mit der Null im Nenner sind
> selbstverständlich in Anführungszeichen zu verstehen, denn
> wir dürfen nicht durch Null teilen.
>  
>
> > Bedeutet das dann das der Grenzwert gegen  [mm]\infty[/mm] läuft?
>
> Das kommt drauf an, ob Du dich von rechts oder von links
> den jeweilgen  Stellen näherst.

Also ist der Grenzwert bei h und i.)  [mm] \infty [/mm] aber wie bekomme ich raus  von welcher Seite er sich nähert? Die Aufgabe verstehe ich leider gar nicht :(
*heul*

> Gruß
>  Loddar


Vielen Dank für deine bisherige Hilfe,
Hoffe die letzte Aufgabe bekomm ich auch irgendwie noch hin...

Bezug
                                        
Bezug
Grenzwerte bei Funktionen: Jetzt richtig!
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:02 Di 21.02.2006
Autor: Loddar

Hallo Kristof!


> Okay, Aufgabe f.)
>  
> f(x) = x³+x²+x-3/x-1
>  
> = [mm]\limes_{x \rightarrow 1}[/mm] x³+x²+x-3/x-1
>  
> Polynomdivision :
>  = [mm]\limes_{x \rightarrow 1}[/mm] (x³+x²+x-3)/(x-1) = x²+2x+3
>  = [mm]\limes_{x \rightarrow 1}[/mm] (x²+2x+3)*(x-1)/(x-1)
>  = [mm]\limes_{x \rightarrow 1}[/mm] (x²+2x+3)/1
>  = [mm]\limes_{x \rightarrow 1}[/mm] 1²+2*1+3/1
>  
> = 6

[daumenhoch]





> > > Aufgabe g.)
> g.) f(x) = x³-1/x-1
>  
> = [mm]\limes_{x \rightarrow 1}[/mm] x³-1/x-1
>  
> Polynomdivision :
>  = [mm]\limes_{x \rightarrow 1}[/mm] (x³-1)/(x-1)=x²+1x+1
>  = [mm]\limes_{x \rightarrow 1}[/mm] (x²+1x+1)*(x-1)/(x-1)
>  = [mm]\limes_{x \rightarrow 1}[/mm] (x²+1x+1)/1
>  = [mm]\limes_{x \rightarrow 1}[/mm] 1²+1*1+1/1
>  = 3

[daumenhoch]




> Also ist der Grenzwert bei h und i.)  [mm]\infty[/mm] aber wie
> bekomme ich raus  von welcher Seite er sich nähert? Die
> Aufgabe verstehe ich leider gar nicht :(

Du musst hier jeweils zwei Grenzwertbetrachtungen durchführen, einmal von rechts und einmal von links. Dabei entstehen nämlich unterschiedliche Grenzwerte (vom Vorzeichen her gesehen).


Gruß
Loddar


Bezug
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