Mit geraden und ungeraden Funktionen befassen wir uns diesem Artikel. Dabei wird erklärt, was man unter einer geraden und auch einer ungeraden Funktion versteht und es werden Beispiele gezeigt / vorgerechnet. Dieser Artikel gehört zu unserem Bereich Mathematik.
Die Funktionskurve einer geraden Funktion ist spiegelsymmetrisch zur Y-Achse angeordnet. Dies bedeutet, dass jeder auf der Kurve gelegene Punkt durch Spiegelung an der Y-Achse wieder in einen Kurvenpunkt übergeht. Mathematisch findet man solch eine Funktion wenn gilt: f(-x) = f(x). Aber was bedeutet dies nun? Beginnen wir mit einer einfachen Grafik mit y = x2 bei der an der roten Linie ( Y-Achse ) die Spiegelung durchgeführt wird. Spiegelt man den Punkt auf der rechten Seite, so liegt der gespiegelte Punkt auf der anderen Seite ebenfalls auf der Kurve. Und dann liegt eine gerade Funktion vor.
So eine Grafik mag ja schön und nett sein. Aber es ist doch viel zu umständlich jede Funktion zu zeichnen und sich das Anzusehen? Richtig. Also berechnen wir ob eine Funktion spiegelsymmetrisch ist oder eben nicht. Und gleichzeitig gilt: Wenn f(x) = f(-x) so wird die Funktion auch als gerade bezeichnet.
Gerade Funktion berechnen
Ob eine Funktion gerade ist, finden wir heraus, in dem wir f(x) = f(-x) setzen und nachsehen, ob auf beiden Seiten der Gleichung dann der selbe Ausdruck steht. Zum besseren Verständnis rechne ich einmal ein paar Beispiele vor.
Beispiel 1:
Ist die Funktion f(x) = x2 gerade oder nicht? Dazu ermitteln wir zunächst f(-x) und im Anschluss setzen wir f(x) = f(-x).
Beispiel 2:
Ist die Funktion f(x) = x2 + 3 gerade oder nicht? Dazu ermitteln wir wieder f(-x) und im Anschluss setzen wir f(x) = f(-x).
Beispiel 3:
Ist die Funktion f(x) = x + 2 gerade oder nicht? Dazu ermitteln wir wieder f(-x) und im Anschluss setzen wir f(x) = f(-x).
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Ungerade Funktion
Beginnen wir erst einmal mit einer kurzen Definition bevor wir uns eine Grafik und Beispiele ansehen. Eine Funktion y = f(x) mit einem symmetrischen Definitionsbereich D heißt ungerade, wenn für jedes x ε D die Bedingung f(-x) = -f(x) erfüllt ist. In diesem Fall ist die Funktion auch punktsymmetrisch zum Koordinatenursprung. Die folgende Grafik zeigt die Funktion y = x3. Wir nehmen uns nun einen Punkt auf deren Verlauf und spiegeln diesen am Koordinatenursprung ( roter Punkt ). Tun wir dies, erhalten wir einen weiteren Punkt, der ebenfalls auf dem Kurvenverlauf liegt.
Soweit zur Grafik. Aber es ist doch sicherlich viel zu kompliziert eine Funktion immer zu zeichnen und dann nachzusehen, ob eine Punktsymmetrie ( also eine ungerade Funktion ) vorliegt? Richtig. Genau aus diesem Grund geht es im nächsten Abschnitt darum rechnerisch herausfinden, ob eine Punktsymmetrie vorliegt.
Ungerade Funktion berechnen
Wie kann man nun berechnen, ob eine Punktsymmetrie ( also eine ungerade Funktion ) vorliegt oder nicht? Dazu setzen wir f(-x) = -f(x) und sehen ob die Gleichung wahr ist. Damit hätten wir eine ungerade Funktion, welche punktsymmetrisch zum Koordinatenursprung ist. Die folgenden Beispiele werden dies hoffentlich verdeutlichen.
Beispiel 1:
Die Funktion f(x) = x3 soll auf eine Punktsymmetrie zum Ursprung untersucht werden. Dazu ermitteln wir zunächst f(-x) und -f(x). Danach setzen wir f(-x) = -f(x). Ist die Gleichung korrekt, dann liegt eine ungerade Funktion vor.
Beispiel 2:
Die Funktion f(x) = -3x3 +2x soll auf eine Punktsymmetrie zum Ursprung untersucht werden. Dazu ermitteln wir zunächst f(-x) und -f(x). Danach setzen wir f(-x) = -f(x). Ist die Gleichung korrekt, dann liegt eine ungerade Funktion vor.
Beispiel 3:
Die Funktion f(x) = x2 + x soll auf eine Punktsymmetrie zum Ursprung untersucht werden. Dazu ermitteln wir zunächst f(-x) und -f(x). Danach setzen wir f(-x) = -f(x). Ist die Gleichung korrekt, dann liegt eine ungerade Funktion vor.
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