Wurzelfunktion: Definition, Eigenschaften & Darstellung Definition Bei der Wurzelfunktion steht die Variable unter einer Wurzel.
f ( x ) = x 1 n = x n f(x)=x^{\frac{1}{n}}=\sqrt[n]{x} f ( x ) = x n 1 = n x
Die Wurzelfunktion ist die Umkehrfunktion f − 1 f^{-1} f − 1
der Potenzfunktion f f f
(für n ∈ N n\in \N n ∈ N
) :
f → f − 1 x n ↦ x n \begin{aligned} f \qquad &\rightarrow \qquad f^{-1} \\x^n \qquad & \mapsto \qquad \sqrt[n]{x} \end{aligned} f x n → f − 1 ↦ n x
Hinweis: Bei geraden Exponenten darf man nur positive
Werte der Potenzfunktion betrachten, sonst wäre die Umkehrzuordnung keine Funktion.
Basisfunktionen Potenzfunktionen der Form x 1 2 , x 1 3 , x 1 4 , . . . x^{\frac{1}{2}}, \ x^{\frac{1}{3}}, \ x^{\frac{1}{4}}, \ ... x 2 1 , x 3 1 , x 4 1 , ...
kann man als Basisfunktionen der Wurzelfunktion bezeichnen.
Summiert man mehrere Potenzfunktionen aufeinander auf, so erhält man eine Polynomfunktion.
f ( x ) = x 1 2 = x f(x)=x^{\frac{1}{2}}=\sqrt{x} f ( x ) = x 2 1 = x
f ( x ) = x 1 3 = x 3 f(x)=x^{\frac{1}{3}}=\sqrt[3]{x} f ( x ) = x 3 1 = 3 x
f ( x ) = x 1 4 = x 4 f(x)=x^{\frac{1}{4}}=\sqrt[4]{x} f ( x ) = x 4 1 = 4 x
f ( x ) = x 1 n = x n f(x)=x^{\frac{1}{n}}=\sqrt[n]{x} f ( x ) = x n 1 = n x
Definitionsbereich D \mathbb{D} D
n n n gerade
Es dürfen a usschließlich positive Zahlen
für x x x
(x ≥ 0 x \geq 0 x ≥ 0
) eingesetzt werden:
D = R 0 + \mathbb{D}=\R_0^+ D = R 0 +
n n n ungerade
Es dürfen alle Zahlen für x x x
eingesetzt werden:
D = R \mathbb{D}=\R D = R
Wertebereich W \mathbb{W} W
n n n gerade
Die Funktionswerte y y y
sind immer positiv (y ≥ 0 y \geq 0 y ≥ 0
):
W = R 0 + \mathbb{W}=\R_0^+ W = R 0 +
n n n ungerade
Die Funktionswerte y y y
können alle Zahlen annehmen:
W = R \mathbb{W}=\R W = R
Eigenschaften Jede Basisfunktion:
verläuft durch die Punkte ( 0 ∣ 0 ) (0|0) ( 0∣0 )
und ( 1 ∣ 1 ) (1|1) ( 1∣1 )
.
mit ungeraden n n n
verläuft sie zudem durch den Punkt ( − 1 ∣ − 1 ) (-1|-1) ( − 1∣ − 1 ) .
ist streng monoton wachsend.
Darstellung
n n n gerade
x , x 4 , x 6 , . . . \sqrt{x}, \ \sqrt[4]{x}, \ \sqrt[6]{x}, \ ... x , 4 x , 6 x , ...
n n n ungerade
x 3 , x 5 , x 7 , . . . \sqrt[3]{x}, \ \sqrt[5]{x}, \ \sqrt[7]{x}, \ ... 3 x , 5 x , 7 x , ...
Hinweis: Beachte, wo sich die Graphen schneiden:
jede Basisfunktion läuft durch den Punkt ( 1 ∣ 1 ) (1|1) ( 1∣1 )
und ( 0 ∣ 0 ) (0|0) ( 0∣0 )
jede Basisfunktion mit n n n
ungerade läuft durch den Punkt ( − 1 ∣ − 1 ) (-1|-1) ( − 1∣ − 1 )
jede Basisfunktion ist streng monoton wachsend Wertetabelle für f ( x ) = x f(x)=\sqrt{x} f ( x ) = x
Wertetabelle für f ( x ) = x 3 f(x)=\sqrt[3]{x} f ( x ) = 3 x
Allgemeine Wurzelfunktionen Die allgemeine Wurzelfunktion ist eine veränderte Form der Basisfunktion.
Formel Die Basisfunktion wird mit den Parametern a a a
, u u u
und v v v
verändert.
f ( x ) = a x − u n + v f(x)=a \sqrt[n]{x-u}+v f ( x ) = a n x − u + v
a a a :
Streckungs-/Stauchungsfaktor
u u u :
Verschiebung in x x x
-Achsenrichtung
v v v :
Verschiebung in y y y
-Achsenrichtung
P ( u ∣ v ) P(u|v) P ( u ∣ v ) :
Startpunkt / Ursprung der Funktion
Definitionsbereich D \mathbb{D} D
n n n gerade
Der Term unter der Wurzel soll positiv sein: x − u ≥ 0 x-u \geq 0 x − u ≥ 0
D = R \ ( x < u ) ; ( x ≥ u ) \mathbb{D}=\R \backslash (x<u); \qquad(x\geq u) D = R \ ( x < u ) ; ( x ≥ u ) muss gelten
n n n ungerade
Es dürfen weiterhin alle Zahlen für x x x
eingesetzt werden:
D = R \mathbb{D}=\R D = R
Wertebereich W \mathbb{W} W
n n n gerade
Der Wertebereich verschiebt
sich mit v v v
(y ≥ v y \geq v y ≥ v
):
W = R / ( y < v ) ( y ≥ v \mathbb{W}=\R /(y <v) \quad (y\geq v W = R / ( y < v ) ( y ≥ v muss gelten)
Der Wertebereich wird gespiegelt mit
negativen a a a
(y ≤ v y \leq v y ≤ v ):
W = R / ( y ≤ v ) ( y ≤ v \mathbb{W}=\R / (y \leq v) \quad (y\leq v W = R / ( y ≤ v ) ( y ≤ v muss gelten)
n n n ungerade
Die Funktionswerte y y y
können
weiterhin alle Zahlen annehmen:
W = R \mathbb{W}=\R W = R
Streckungs-/Stauchungsfaktor
∣ a ∣ > 1 |a|>1 ∣ a ∣ > 1 : Streckung in y y y
-Richtung
∣ a ∣ < 1 |a|<1 ∣ a ∣ < 1 : Stauchu ng in y y y
-Richtung
a a a negativ – S piegelung an x x x
-Achse
Verschiebung in x x x
- und y y y
-Achsenrichtung
u < 0 u<0 u < 0 : in negative x x x
-Richtung
u > 0 u>0 u > 0 : in positive x x x
-Richtung
v < 0 v<0 v < 0 : in negative y y y
-Richtung
v > 0 v>0 v > 0 : in positive y y y
-Richtung