Teil A
Gegeben ist die in definierte Funktion
Gib eine Gleichung der senkrechten und eine Gleichung der waagerechten Asymptote des Graphen von an.
Berechne den Wert des Integrals
Gegeben ist die in definierte Funktion
Der Graph von
besitzt genau einen Wendepunkt
Bestimme rechnerisch die
-Koordinate von
und beurteile, ob
oberhalb der
-Achse liegt.
Abbildung 1 zeigt den Graphen der in definierten Funktion
mit
Gib den Wert des Integrals an.
Die in definierte Funktion
ist gegeben durch
mit reellen Zahlen
und
. Die Punkte
und
liegen auf dem Graphen von
Ermittle und

Gegeben sind die in definierten Funktionen
und
wobei
die Umkehrfunktion von
ist. Abbildung 2 zeigt die Graphen
von
und
von
und
schneiden sich nur im Koordinatenursprung und im Punkt
Beurteile die folgende Aussage:

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monatlich kündbarSchulLV-PLUS-Vorteile im ÜberblickDu hast bereits einen Account?Da der vordere Teil des Funktionsterms für gegen Null geht, ist die waagerechte Asymptote durch den konstanten Term gegeben, d.h.
Die senkrechte Asymptote ergibt sich durch die Definitionslücke von
und ist somit
Für die ersten beiden Ableitungen von gilt:
Anwenden der notwendigen Bedingung für Wendestellen liefert:
Da der Logarithmus streng monoton steigend ist, gilt Einsetzen der
-Koordinate von
in die Funktionsgleichung von
liefert somit:
Der Wendepunkt liegt somit unterhalb der
-Achse.
Die Abbildung zeigt, dass der Graph von zwischen
und
gleichgroße Flächen unterhalb sowie oberhalb der
-Achse mit dieser einschließt. Somit gilt:
Die linke Seite der Gleichung gibt den Flächeninhalt der Fläche an, die und
miteinander einschließen. Die rechte Seite der Gleichung gibt den doppelten Inhalt der Fläche an, die die Graphen der Gerade
und
miteinander einschließen.
Da die Umkehrfunktion von
ist und somit durch Spiegelung von
an der Gerade
hervorgeht, hat die von
und
eingeschlossene Fläche den doppelten Inhalt wie die Fläche, die von der Graphen von
und
eingeschlossen wird. Damit ist die Aussage korrekt.