Aufgabe WTR 3 · Aufgabe 2 - Funktionen und ihre Eigenscha… · Abitur NRW Mathematik LK · Teil B · Analysis (WTR) 2019

Thema: Funktionen und ihre Eigenschaften · Aus der Prüfung LK · Teil B · Analysis (WTR) (2019)

Aufgabenstellung

Betrachtet wird die in R\mathbb{R} definierte Funktion h ⁣:x↦1+2⋅(x−1)2⋅e2−xh \colon x \mapsto 1 + 2 \cdot (x - 1)^2 \cdot \mathrm{e}^{2-x}.

a

Begründen Sie, dass hh keine Nullstelle besitzt. [2 BE]

b

Es gilt h(x)=1+2⋅f(x−1)h(x) = 1 + 2 \cdot f(x - 1). Beschreiben Sie, wie der Graph von hh schrittweise aus dem in der Abbildung gezeigten Graphen von ff erzeugt werden kann. Begründen Sie, dass dabei die Reihenfolge der Schritte nicht beliebig ist. [5 BE]

c

In der Abbildung stellt eine der beiden Kurven die Funktion ff dar. Zeichnen Sie in die Abbildung ein Koordinatensystem ein, in dem diese Kurve die Funktion hh darstellt. [3 BE]

Aufgabenstellung: Aufgabe WTR 3 · Aufgabe 2 - Funktionen und ihre Eigenscha… · Abitur NRW Mathematik LK · Teil B · Analysis (WTR) 2019

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

a) Begründen Sie, dass h keine Nullstelle besitzt.

Lösung: Für alle x∈Rx \in \mathbb{R} gilt (x−1)2≥0(x-1)^2 \geq 0 und e2−x>0e^{2-x} > 0, d. h. h(x)≥1h(x) \geq 1.

b) Es gilt h(x) = 1 + 2 · f(x - 1). Beschreiben Sie, wie der Graph von h schrittweise aus dem in der Abbildung gezeigten Graphen von f erzeugt werden kann. Begründen Sie, dass dabei die Reihenfolge der Schritte nicht beliebig ist.

Lösung: Der Graph von hh geht aus dem Graphen von ff hervor durch: - Verschiebung um 1 in positive x-Richtung - Streckung mit dem Faktor 2 in y-Richtung - Verschiebung um 1 in positive y-Richtung Der Graph von ff enthält den Punkt (0∣0)(0|0). Würde man den zweiten und dritten Schritt vertauschen, so enthielte der so erzeugte Graph den Punkt (1∣2)(1|2). Dieser liegt wegen h(1)≠2h(1) \neq 2 nicht auf dem Graphen von hh.

c) In der Abbildung stellt eine der beiden Kurven die Funktion f dar. Zeichnen Sie in die Abbildung ein Koordinatensystem ein, in dem diese Kurve die Funktion h darstellt.

Lösung: Das neue Koordinatensystem hat seinen Ursprung so verschoben, dass der frühere Tiefpunkt (0∣0)(0|0) nun bei (1∣1)(1|1) liegt: Die neue y-Achse verläuft bei x=−1x = -1 des alten Systems, die neue x-Achse verläuft bei y=−1y = -1 des alten Systems (unter Berücksichtigung der Skalierung in y-Richtung).

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