Potenzfunktionen

1. Allgemeines zu Potenzfunktionen

Der Graph der bekanntesten Potenzfunktion ist die sogenannte Normalparabel. Diese besitzt folgende Funktionsgleichung: f(x) = x2. Alle weiteren Funktionen, die aus einer Potenz bestehen und bei denen die Variable die Basis ist, nennt man Potenzfunktionen.

Hieraus ergibt sich, dass auch die Funktion f(x) = x1 eine Potenzfunktion ist – deren Graph eine Gerade ist, und zwar die 1. Winkelhalbierende.

Das sind alles Potenzfunktionen:

x ↦ x1,    die Funktionsgleichung ist y = x1

 x ↦ x2,   die Funktionsgleichung ist y = x2

 x ↦ x3,   die Funktionsgleichung ist y = x3

 x ↦ x4,   die Funktionsgleichung ist y = x4

 x ↦ x5,   die Funktionsgleichung ist y = x5

 x ↦ x6,   die Funktionsgleichung ist y = x6

1.1 Der Graph von Potenzfunktionen

Die Potenzfunktion x ↦ x1 hat folgenden Graphen:

Graph der Potenzfunktion mit dem Exponenten hoch 1

Wertetabelle Potenzfunktion mit dem Exponenten hoch 1

Der Graph der Potenzfunktion x ↦ x1 mit x є ℝ steigt von links nach rechts.

Der Graph ist punktsymmetrisch zum Ursprung/P (0|0).  Es gilt nämlich: f(x) = x und f(–x) = –x

Beispiel: f(2) = 2 und f(–2) = –2

Die Funktionsgleichung ist y = x¹

Die Potenzfunktion x ↦ x2 hat diesen Graphen:

Graph der Potenzfunktion mit dem Exponenten hoch 2
Wertetabelle Potenzfunktion mit dem Exponenten hoch 2

Der Graph der Potenzfunktion x ↦ x2 mit x є ℝ fällt von links nach rechts bis zum Ursprung/P (0|0). Darauf steigt er.

Der Graph ist symmetrisch zur y-Achse. Es gilt nämlich: f(x) = x² und f(–x) = x².

Beispiel: f(2) = (2)² = 4 und f(–2) = (–2)² = 4

Der Graph schmiegt sich in der Nähe des Ursprungs/P (0|0) an die x-Achse an.

Die Funktionsgleichung ist y = x².

Die Potenzfunktion x ↦ x3 hat diesen Graphen:

Potenzfunktion mit dem Exponenten hoch 3
Wertetabelle Potenzfunktion mit dem Exponenten hoch 3

Der Graph der Potenzfunktion x ↦ x3 mit x є ℝ steigt von links nach rechts stetig an.

Der Graph ist punktsymmetrisch zum Ursprung/P (0|0).  Es gilt nämlich: f(x) = x³ und f(–x) = –x³

Beispiel: f(2) = (2)³ = 8 und f(–2) = (–2)³ = –8

Der Graph schmiegt sich in der Nähe des Ursprungs/P (0|0) an die x-Achse an.

Die Funktionsgleichung ist y = x³.

Definition:

Eine Funktion, die die Zuordnungsvorschrift x ↦ xn  vorweist und somit die Funktionsgleichung f(x) = xn besitzt, nennt man Potenzfunktion (n є N*$).

Der Definitionsbereich der Potenzfunktion ist R.

2. Potenzfunktionen mit geradem Exponenten

Potenzfunktionen mit geradem Exponenten

Allgemeine Merkmale von Potenzfunktionen mit geradem Exponenten

  • Jede Potenzfunktion x ↦ xn  mit geradem Exponenten weist einen Graphen auf, der symmetrisch zur y-Achse ist.
  • Alle diese Potenzfunktionen haben drei gemeinsame Punkte: P1 (0|0), P2 = (1|1) und P3 = (–1|1).
  • Ist x < 0, so sind die Funktionen streng monoton fallend, ist x > 0, dann sind die Funktionen streng monoton steigend.

3. Potenzfunktionen mit ungeraden Exponenten

Potenzfunktionen mit ungeraden Exponenten

Allgemeine Merkmale von Potenzfunktionen mit ungeraden Exponenten.

  • Jede Potenzfunktion x ↦ xn mit ungeradem Exponenten hat einen Graphen, der punktsymmetrisch zum Ursprung/P (0|0) ist.
  • Alle diese Potenzfunktionen habe folgende drei gemeinsame Punkte: P1 (0|0), P2 (1|1) und P3 (–1|–1).
  • Die Funktionen sind an jeder Stelle streng monoton steigend.