Mathe-LK · M1 · Analysis
Funktionenscharen und Ortskurven
Eine Funktionenschar fa ist eine ganze Familie von Funktionen, die sich nur im Parameter a unterscheiden. Man rechnet mit a wie mit einer festen Zahl; jedes Ergebnis hängt dann von a ab. Wandert ein Extrempunkt mit a, liegt er immer auf derselben Kurve, der Ortskurve. Du erhältst sie, indem du x = x(a) nach a auflöst und in y(a) einsetzt.
So gehst du vor
- 1Wähle eine Schar. Sie stammt aus dem Skript oder aus dem Abitur.
- 2Ziehe den Griff am Graphen nach oben oder unten, oder ziehe direkt einen Hoch-, Tief- oder Wendepunkt: Der Parameter a läuft mit. Der Regler stellt ihn genau ein.
- 3Fahre den ganzen Bereich ab oder drücke „a durchlaufen“: Die Punkte hinterlassen ihre Spur.
- 4Bestimme die Ortskurve und die gemeinsamen Punkte selbst. Erst dann vergleichst du mit den Knöpfen.
Graph Ga für a = 1
Graph Ga (am Griff ziehst du a)Spur der Tiefpunkte
Schar
Parameter a
1,00Rechnung
fa(x) = x² − 2ax
f1(x) = x² − 2x
f′a(x) = 2x − 2a = 0 ⇒ x = a
f″a(x) = 2 > 0: Tiefpunkt Ta(a | −a²)
Tiefpunkt: T(1 | −1)
Aufträge
- Schar x² − 2ax: Berechne den Tiefpunkt Ta von Hand und leite die Ortskurve her. Fahre dann mit „a durchlaufen“ die Spur ab und vergleiche.
- Schar ax² − a + 1: Lies am Bild die Punkte ab, durch die alle Graphen gehen, und rechne sie mit dem Ansatz fa(x) = fb(x) nach.
- Schar x³ − 3a²x: Zeige ohne Auflösen, dass Ta auf der Kurve y = −2x³ liegt. Welcher Teil der Kurve wird wirklich erreicht?
- Schar ax³ − 3x: Für welche Werte von a gibt es Extrempunkte? Ziehe a von 3 nach 0 und beschreibe, was mit den Punkten geschieht.
- Schar (x − a) · eˣ: Zeige, dass es genau einen Extrempunkt Ta gibt, bestimme die Ortskurve und den Wert von a, für den Ta auf der y-Achse liegt.
- Abitur 2025, Teil A, W1: Weise für x · exa nach, dass alle Extrempunkte auf einer Ursprungsgeraden liegen. Schalte danach die Ortskurve ein.
- Abitur 2026, Teil B, I 1.1: Berechne a, für das (1 | −1) auf Ga liegt, und prüfe am Bild, dass dieser Punkt Wendepunkt ist. Bestimme die beiden Punkte, durch die alle Graphen verlaufen. Stelle dann a = 0,75 ein: Was ist besonders?
Theorie: M1 Analysis, Abschnitte „Funktionenscharen“ und „Funktionenscharen untersuchen“.