Was ist eine Funktion?

Eine Funktion ist eine Zuordnung, die jedem Eingabewert (x-Wert) genau einen Ausgabewert (y-Wert) zuordnet. Man schreibt: \(f(x) = y\) oder \(y = f(x)\).

Beispiel: Verdoppeln

Die Funktion \(f(x) = 2x\) ordnet jeder Zahl ihr Doppeltes zu:

\(f(1) = 2 \cdot 1 = 2\)

\(f(3) = 2 \cdot 3 = 6\)

\(f(5) = 2 \cdot 5 = 10\)

Wichtig: Bei einer Funktion darf jeder x-Wert nur zu einem einzigen y-Wert führen. Ein y-Wert darf aber von mehreren x-Werten kommen!

Die wichtigsten Begriffe

  • Argument (unabhängige Variable): der Eingabewert \(x\).
  • Funktionswert (abhängige Variable): der Ausgabewert \(y = f(x)\). Er hängt davon ab, welches \(x\) du einsetzt.
  • Funktionsname: meist \(f\), \(g\) oder \(h\). \(f(3)\) liest man „f von 3".
Gegenbeispiel: keine Funktion

Ordne jeder positiven Zahl die Zahlen zu, deren Quadrat sie ist. Zur 4 gehören dann \(2\) und \(-2\), denn \(2^2 = 4\) und \((-2)^2 = 4\). Ein x-Wert führt zu zwei y-Werten, also ist diese Zuordnung keine Funktion.

Umgekehrt ist \(f(x) = x^2\) sehr wohl eine Funktion: \(f(2) = 4\) und \(f(-2) = 4\). Hier kommt derselbe y-Wert von zwei x-Werten, und das ist erlaubt.

Darstellungsformen von Funktionen

Funktionen kann man auf verschiedene Arten darstellen:

DarstellungsformBeschreibungBeispiel
FunktionsgleichungFormel mit x und y\(f(x) = 2x + 1\)
WertetabelleTabelle mit x- und y-Wertenx: 1, 2, 3 → y: 3, 5, 7
GraphZeichnung im KoordinatensystemGerade, Parabel, Kurve
WortformBeschreibung in Worten"Verdopple und addiere 1"

Der Graph einer Funktion

Der Graph einer Funktion \(f\) besteht aus allen Punkten \((x \mid f(x))\) im Koordinatensystem. Jeder Punkt des Graphen verbindet ein Argument mit seinem Funktionswert.

Zum Zeichnen legst du eine Wertetabelle an, trägst die Punkte ins Koordinatensystem ein und verbindest sie.

Punktprobe: Liegt ein Punkt auf dem Graphen?

Setze die x-Koordinate ein und vergleiche das Ergebnis mit der y-Koordinate. Beispiel für \(f(x) = 2x + 1\):

\(P(3 \mid 7)\): \(f(3) = 2 \cdot 3 + 1 = 7\). Das stimmt, P liegt auf dem Graphen.

\(Q(2 \mid 4)\): \(f(2) = 2 \cdot 2 + 1 = 5 \neq 4\). Q liegt nicht auf dem Graphen.

Senkrechten-Test: Eine Kurve ist nur dann der Graph einer Funktion, wenn jede senkrechte Gerade sie höchstens einmal schneidet. Sonst gehörten zu einem x-Wert mehrere y-Werte.

Definitionsmenge und Wertemenge

Definitionsmenge (D): Alle x-Werte, die man in die Funktion einsetzen darf.

Wertemenge (W): Alle y-Werte, die als Ergebnis herauskommen können.

Beispiel: \(f(x) = \sqrt{x}\)
1
Definitionsmenge: \(D = \{x \in \mathbb{R} \mid x \geq 0\}\) (nur nicht-negative Zahlen)
2
Wertemenge: \(W = \{y \in \mathbb{R} \mid y \geq 0\}\) (Wurzel ist nie negativ)

💡 Merke: Bei Brüchen darf der Nenner nicht 0 sein! Bei Wurzeln muss der Radikand ≥ 0 sein!

Funktionswert berechnen

Den Funktionswert an der Stelle x berechnet man, indem man x in die Funktionsgleichung einsetzt.

Beispiel: Gegeben \(f(x) = x^2 - 3x + 2\). Berechne \(f(4)\)
1
\(f(4) = 4^2 - 3 \cdot 4 + 2\)
2
\(f(4) = 16 - 12 + 2\)
3
\(f(4) = 6\)

Übungen

Teste dein Wissen über die Grundlagen von Funktionen!

Aufgabe 1Leicht

Gegeben ist \(f(x) = 3x + 2\). Was ist \(f(2)\)?

Aufgabe 2Mittel

Welche Aussage über Funktionen ist richtig?

Aufgabe 3Schwer

Was ist die Definitionsmenge von \(f(x) = \frac{1}{x-3}\)?

Aufgabe 4Mittel

Welcher Punkt liegt auf dem Graphen von \(f(x) = x^2\)?

Aufgabe 5Mittel

Wie sieht der Graph von \(f(x) = 3\) aus?

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