Stetigkeit von Funktionen einfach erklärt: Schritt für Schritt

Stetigkeit von Funktionen verstehen und rechnerisch prüfen: Grenzwerte berechnen, Nahtstellen untersuchen und Parameter für Stetigkeit bestimmen – mit vielen Beispielen.

📅 Aktualisiert 15. Juni 202621 Min. Lesezeit✍️ Rocket Tutor Redaktion

Die Stetigkeit von Funktionen ist eines der grundlegenden Konzepte der Analysis. Stell dir eine Achterbahn vor: Die Schienen müssen perfekt aneinander anschließen, ohne Sprünge oder Lücken – ein plötzlicher Sprung in der Schiene wäre eine Katastrophe! In der Mathematik ist Stetigkeit genau dieses Prinzip: Eine Funktion beschreibt einen „glatten" Weg, den du zeichnen kannst, ohne den Stift abzusetzen. Viele Vorgänge in der echten Welt – Temperaturverläufe, das Abbremsen eines Autos, das Wachstum einer Pflanze – sind stetig. Dieses Wissen ist der „Sicherheitscheck" für mathematische Modelle in Physik, Technik und sogar in der Finanzwelt.

Schnellantwort

Eine Funktion heißt stetig an einer Stelle x0x_0, wenn ihr Graph dort weder einen Sprung noch eine Lücke aufweist. Formal müssen drei Werte übereinstimmen: der linksseitige Grenzwert, der rechtsseitige Grenzwert und der Funktionswert an der Stelle x0x_0. Gilt limxx0f(x)=limxx0+f(x)=f(x0)\lim_{x \to x_0^-} f(x) = \lim_{x \to x_0^+} f(x) = f(x_0), ist die Funktion an dieser Stelle stetig.

Vorwissen

Bevor wir starten, wiederholen wir kurz ein paar Grundlagen:

  • Funktionswert berechnen: Du setzt eine Zahl für xx in eine Funktion ein, um den zugehörigen yy-Wert zu erhalten.

    • Beispiel: Für f(x)=3x+5f(x) = 3x + 5 ist der Funktionswert an der Stelle x=2x=2 gleich f(2)=32+5=11f(2) = 3 \cdot 2 + 5 = 11.
  • Gleichungen umstellen: Du formst eine Gleichung so um, dass die gesuchte Variable (z.B. xx oder ein Parameter bb) alleine auf einer Seite steht.

    • Beispiel: Um 5=2b15 = 2b - 1 nach bb aufzulösen, rechnest du zuerst +1+1 und teilst dann durch 22, was b=3b=3 ergibt.
  • Abschnittsweise definierte Funktion: Das ist eine Funktion, die aus mehreren „Teil-Funktionen" zusammengesetzt ist. Welche Regel gilt, hängt vom xx-Wert ab.

    • Beispiel: f(x)={xfu¨x<0x2fu¨x0f(x) = \left\{\begin{array}{ll} x & \text{für } x < 0 \\ x^2 & \text{für } x \ge 0\end{array}\right.. Für negative xx-Werte benutzt man die Regel y=xy=x, für alle anderen die Regel y=x2y=x^2.

Aufgabentyp 1: Funktionen auf Stetigkeit überprüfen: rechnerisch

Um die Stetigkeit von Funktionen rechnerisch zu prüfen, musst du besonders an den „Nahtstellen" abschnittsweise definierter Funktionen aufpassen – das sind die xx-Werte, an denen die Funktionsdefinition wechselt.

Eine Funktion ist stetig, wenn ihr Graph keine Sprünge oder Lücken hat. Man kann ihn also „in einem Zug" durchzeichnen.

Bei abschnittsweise definierten Funktionen müssen wir besonders an den „Nahtstellen" aufpassen – das sind die xx-Werte, an denen die Funktionsdefinition wechselt. An so einer Stelle x0x_0 ist eine Funktion genau dann stetig, wenn drei Bedingungen erfüllt sind:

  1. Der linksseitige Grenzwert muss existieren (der Wert, dem sich die Funktion von links nähert).
  2. Der rechtsseitige Grenzwert muss existieren (der Wert, dem sich die Funktion von rechts nähert).
  3. Der Funktionswert an der Stelle selbst muss existieren.

Die entscheidende Regel lautet: Alle drei Werte müssen identisch sein!

Linksseitiger Grenzwert = Rechtsseitiger Grenzwert = Funktionswert

limxx0f(x)=limxx0+f(x)=f(x0)\lim_{x \to x_0^-} f(x) = \lim_{x \to x_0^+} f(x) = f(x_0)

Stetige und unstetige Funktion im Vergleich
Stetige und unstetige Funktion im Vergleich

Schritt-für-Schritt-Anleitung

  1. Identifiziere die Nahtstelle x0x_0, an der die Funktionsdefinition wechselt.
  2. Berechne den linksseitigen Grenzwert, indem du x0x_0 in den Funktionsteil für x<x0x < x_0 einsetzt.
  3. Berechne den rechtsseitigen Grenzwert, indem du x0x_0 in den Funktionsteil für x>x0x > x_0 (oder xx0x \ge x_0) einsetzt.
  4. Berechne den Funktionswert f(x0)f(x_0), indem du den Funktionsteil verwendest, bei dem x0x_0 eingeschlossen ist.
  5. Vergleiche alle drei Werte: Sind sie gleich, ist die Funktion an x0x_0 stetig; gibt es einen Unterschied, ist sie dort nicht stetig.

Durchgerechnete Beispiele

Beispiel 1

Aufgabe

Gegeben ist die Funktion f(x)={1x+0,5fu¨x<0x2+2fu¨x0f(x) = \left\{\begin{array}{ll} \frac{1}{x+0,5} & \text{für } x<0 \\ x^2+2 & \text{für } x \ge 0\end{array}\right.. Untersuchen Sie rechnerisch, ob die Funktion ff an der Stelle x=0x=0 stetig ist.

Fortschritt
5 / 5
  1. Schritt 1
    Nahtstelle identifizieren

    Die Funktionsdefinition ändert sich bei x0=0x_0=0. Wir untersuchen die Stetigkeit an dieser Stelle.

  2. Schritt 2
    Linksseitigen Grenzwert berechnen

    Für x<0x<0 gilt f(x)=1x+0,5f(x) = \frac{1}{x+0,5}. Wir setzen x=0x=0 ein:

    limx0f(x)=10+0,5=10,5=2\lim_{x \to 0^-} f(x) = \frac{1}{0+0,5} = \frac{1}{0,5} = 2

  3. Schritt 3
    Rechtsseitigen Grenzwert berechnen

    Für x>0x>0 (und x=0x=0) gilt f(x)=x2+2f(x) = x^2+2. Wir setzen x=0x=0 ein:

    limx0+f(x)=02+2=2\lim_{x \to 0^+} f(x) = 0^2+2 = 2

  4. Schritt 4
    Funktionswert berechnen

    Für x=0x=0 verwenden wir den zweiten Teil der Definition (x0x \ge 0):

    f(0)=02+2=2f(0) = 0^2+2 = 2

  5. Schritt 5 · Ergebnis
    Werte vergleichen und Fazit ziehen

    Wir vergleichen die Ergebnisse:

    • Linksseitiger Grenzwert: 22
    • Rechtsseitiger Grenzwert: 22
    • Funktionswert: 22

    Da alle drei Werte gleich sind (2=2=22 = 2 = 2), ist die Funktion ff an der Stelle x=0x=0 stetig.

Ergebnis:

Die Funktion ff ist an der Stelle x=0x=0 stetig.

Beispiel 2

Aufgabe

Prüfen Sie, ob die Funktion g(x)={2x+3fu¨x1x+5fu¨x>1g(x) = \left\{\begin{array}{ll} 2x+3 & \text{für } x \le 1 \\ -x+5 & \text{für } x > 1\end{array}\right. an der Stelle x=1x=1 stetig ist.

Fortschritt
5 / 5
  1. Schritt 1
    Nahtstelle identifizieren

    Die Nahtstelle ist bei x0=1x_0=1.

  2. Schritt 2
    Linksseitigen Grenzwert berechnen

    Für x<1x<1 gilt g(x)=2x+3g(x) = 2x+3. Wir setzen x=1x=1 ein:

    limx1g(x)=21+3=5\lim_{x \to 1^-} g(x) = 2 \cdot 1 + 3 = 5

  3. Schritt 3
    Rechtsseitigen Grenzwert berechnen

    Für x>1x>1 gilt g(x)=x+5g(x) = -x+5. Wir setzen x=1x=1 ein:

    limx1+g(x)=1+5=4\lim_{x \to 1^+} g(x) = -1+5 = 4

  4. Schritt 4
    Funktionswert berechnen

    Für x=1x=1 verwenden wir den ersten Teil (x1x \le 1):

    g(1)=21+3=5g(1) = 2 \cdot 1 + 3 = 5

  5. Schritt 5 · Ergebnis
    Werte vergleichen und Fazit ziehen

    Wir vergleichen die Ergebnisse:

    • Linksseitiger Grenzwert: 55
    • Rechtsseitiger Grenzwert: 44
    • Funktionswert: 55

    Da der linksseitige Grenzwert (5) und der rechtsseitige Grenzwert (4) nicht übereinstimmen, ist die Funktion gg an der Stelle x=1x=1 nicht stetig. Sie hat dort eine Sprungstelle.

Ergebnis:

Die Funktion gg ist an der Stelle x=1x=1 nicht stetig (Sprungstelle).

Beispiel 3

Aufgabe

Ist die Funktion h(x)={x21fu¨x<32x+2fu¨x3h(x) = \left\{\begin{array}{ll} x^2-1 & \text{für } x < 3 \\ 2x+2 & \text{für } x \ge 3\end{array}\right. an der Stelle x=3x=3 stetig?

Fortschritt
5 / 5
  1. Schritt 1
    Nahtstelle identifizieren

    Die Nahtstelle ist bei x0=3x_0=3.

  2. Schritt 2
    Linksseitigen Grenzwert berechnen

    Für x<3x<3 gilt h(x)=x21h(x) = x^2-1. Wir setzen x=3x=3 ein:

    limx3h(x)=321=91=8\lim_{x \to 3^-} h(x) = 3^2-1 = 9-1 = 8

  3. Schritt 3
    Rechtsseitigen Grenzwert berechnen

    Für x>3x>3 gilt h(x)=2x+2h(x) = 2x+2. Wir setzen x=3x=3 ein:

    limx3+h(x)=23+2=6+2=8\lim_{x \to 3^+} h(x) = 2 \cdot 3 + 2 = 6+2 = 8

  4. Schritt 4
    Funktionswert berechnen

    Für x=3x=3 verwenden wir den zweiten Teil (x3x \ge 3):

    h(3)=23+2=8h(3) = 2 \cdot 3 + 2 = 8

  5. Schritt 5 · Ergebnis
    Werte vergleichen und Fazit ziehen

    Wir vergleichen die Ergebnisse:

    • Linksseitiger Grenzwert: 88
    • Rechtsseitiger Grenzwert: 88
    • Funktionswert: 88

    Alle drei Werte sind gleich. Daher ist die Funktion hh an der Stelle x=3x=3 stetig.

Ergebnis:

Die Funktion hh ist an der Stelle x=3x=3 stetig.

Beispiel 4

Aufgabe

Untersuchen Sie die Stetigkeit der Funktion k(x)={x24x2fu¨x23fu¨x=2k(x) = \left\{\begin{array}{ll} \frac{x^2-4}{x-2} & \text{für } x \neq 2 \\ 3 & \text{für } x = 2\end{array}\right. an der Stelle x=2x=2.

Fortschritt
4 / 4
  1. Schritt 1
    Nahtstelle identifizieren

    Die Stelle, an der die Definition eine Ausnahme macht, ist x0=2x_0=2.

  2. Schritt 2 & 3
    Grenzwert berechnen

    Für x2x \neq 2 gilt k(x)=x24x2k(x) = \frac{x^2-4}{x-2}. Da dies für links und rechts von 2 gilt, berechnen wir den allgemeinen Grenzwert. Wir vereinfachen den Term mit der dritten binomischen Formel:

    limx2k(x)=limx2(x2)(x+2)x2=limx2(x+2)\lim_{x \to 2} k(x) = \lim_{x \to 2} \frac{(x-2)(x+2)}{x-2} = \lim_{x \to 2} (x+2)

    Jetzt setzen wir x=2x=2 ein:

    limx2(x+2)=2+2=4\lim_{x \to 2} (x+2) = 2+2 = 4

    Der linksseitige und rechtsseitige Grenzwert sind beide 44.

  3. Schritt 4
    Funktionswert berechnen

    Laut Definition ist der Funktionswert an der Stelle x=2x=2 explizit gegeben:

    k(2)=3k(2) = 3

  4. Schritt 5 · Ergebnis
    Werte vergleichen und Fazit ziehen

    Wir vergleichen die Ergebnisse:

    • Grenzwert: 44
    • Funktionswert: 33

    Da der Grenzwert (4) und der Funktionswert (3) nicht übereinstimmen, ist die Funktion kk an der Stelle x=2x=2 nicht stetig. Sie hat dort eine hebbare Lücke.

Ergebnis:

Die Funktion kk ist an der Stelle x=2x=2 nicht stetig (hebbare Lücke).

Beispiel 5

Aufgabe

Ist die Funktion m(x)={4fu¨x<1x2+3fu¨x1m(x) = \left\{\begin{array}{ll} 4 & \text{für } x < -1 \\ x^2+3 & \text{für } x \ge -1\end{array}\right. an der Stelle x=1x=-1 stetig?

Fortschritt
5 / 5
  1. Schritt 1
    Nahtstelle identifizieren

    Die Nahtstelle ist bei x0=1x_0=-1.

  2. Schritt 2
    Linksseitigen Grenzwert berechnen

    Für x<1x<-1 ist die Funktion konstant m(x)=4m(x) = 4. Der Grenzwert ist daher:

    limx1m(x)=4\lim_{x \to -1^-} m(x) = 4

  3. Schritt 3
    Rechtsseitigen Grenzwert berechnen

    Für x>1x>-1 gilt m(x)=x2+3m(x) = x^2+3. Wir setzen x=1x=-1 ein:

    limx1+m(x)=(1)2+3=1+3=4\lim_{x \to -1^+} m(x) = (-1)^2+3 = 1+3 = 4

  4. Schritt 4
    Funktionswert berechnen

    Für x=1x=-1 verwenden wir den zweiten Teil (x1x \ge -1):

    m(1)=(1)2+3=4m(-1) = (-1)^2+3 = 4

  5. Schritt 5 · Ergebnis
    Werte vergleichen und Fazit ziehen

    Wir vergleichen die Ergebnisse:

    • Linksseitiger Grenzwert: 44
    • Rechtsseitiger Grenzwert: 44
    • Funktionswert: 44

    Alle drei Werte sind gleich. Die Funktion mm ist an der Stelle x=1x=-1 stetig.

Ergebnis:

Die Funktion mm ist an der Stelle x=1x=-1 stetig.

Aufgabentyp 2: Parameter berechnen: Stetige Funktion

Manchmal musst du bei der Stetigkeit von Funktionen nicht prüfen, ob eine Funktion stetig ist, sondern einen unbekannten Parameter (z.B. aa, bb oder kk) so bestimmen, dass die Funktion stetig wird.

Die Logik ist hier umgekehrt: Wir gehen davon aus, dass die Funktion stetig sein soll. Das bedeutet, wir erzwingen die Bedingung, dass die beiden Funktionsteile an der Nahtstelle perfekt aufeinandertreffen müssen.

Die zentrale Bedingung dafür lautet:

Der linksseitige Grenzwert muss gleich dem rechtsseitigen Grenzwert sein.

limxx0f(x)=limxx0+f(x)\lim_{x \to x_0^-} f(x) = \lim_{x \to x_0^+} f(x)

Indem wir diese beiden Grenzwerte berechnen (sie werden meistens den Parameter enthalten) und sie dann gleichsetzen, erhalten wir eine Gleichung. Lösen wir diese Gleichung nach dem Parameter auf, haben wir die Aufgabe gelöst.

Schritt-für-Schritt-Anleitung

  1. Identifiziere die Nahtstelle x0x_0, an der die Funktionsdefinition wechselt.
  2. Stelle die Stetigkeitsbedingung auf: Schreibe limxx0f(x)=limxx0+f(x)\lim_{x \to x_0^-} f(x) = \lim_{x \to x_0^+} f(x).
  3. Berechne beide Grenzwerte als Terme: Setze x0x_0 in den linken und rechten Funktionsteil ein – die Terme können den gesuchten Parameter enthalten.
  4. Stelle die Gleichung auf und löse sie nach dem Parameter auf.

Durchgerechnete Beispiele

Beispiel 1

Aufgabe

Gegeben ist die Funktion f(x)={3xfu¨x<2bx1+2bfu¨x2f(x) = \left\{\begin{array}{ll} \frac{3}{x} & \text{für } x<2 \\ bx-1+2b & \text{für } x \ge 2\end{array}\right. mit bRb \in \mathbb{R}. Bestimmen Sie den Wert von bb so, dass die Funktion ff stetig ist.

Fortschritt
4 / 4
  1. Schritt 1
    Nahtstelle identifizieren

    Die Nahtstelle ist bei x0=2x_0=2.

  2. Schritt 2
    Stetigkeitsbedingung aufstellen

    Damit ff stetig ist, muss gelten:

    limx2f(x)=limx2+f(x)\lim_{x \to 2^-} f(x) = \lim_{x \to 2^+} f(x)

  3. Schritt 3
    Grenzwerte als Terme berechnen
    • Linksseitiger Grenzwert (für x<2x<2): limx23x=32\lim_{x \to 2^-} \frac{3}{x} = \frac{3}{2}

    • Rechtsseitiger Grenzwert (für x2x \ge 2): limx2+(bx1+2b)=b21+2b=4b1\lim_{x \to 2^+} (bx-1+2b) = b \cdot 2 - 1 + 2b = 4b-1

  4. Schritt 4 · Ergebnis
    Gleichung aufstellen und lösen

    Wir setzen die beiden Grenzwerte gleich:

    32=4b1\frac{3}{2} = 4b-1

    Jetzt lösen wir nach bb auf:

    32=4b1+1\frac{3}{2} = 4b - 1 \quad |+1

    32+1=4b\frac{3}{2} + 1 = 4b

    52=4b:4\frac{5}{2} = 4b \quad |:4

    b=524=58b = \frac{5}{2 \cdot 4} = \frac{5}{8}

Ergebnis:

Für b=58b=\frac{5}{8} ist die Funktion ff stetig.

Beispiel 2

Aufgabe

Für welchen Wert von aa ist die Funktion g(x)={ax2fu¨x3x+6fu¨x>3g(x) = \left\{\begin{array}{ll} ax^2 & \text{für } x \le 3 \\ x+6 & \text{für } x > 3\end{array}\right. stetig?

Fortschritt
4 / 4
  1. Schritt 1
    Nahtstelle identifizieren

    Die Nahtstelle ist bei x0=3x_0=3.

  2. Schritt 2
    Stetigkeitsbedingung aufstellen

    limx3g(x)=limx3+g(x)\lim_{x \to 3^-} g(x) = \lim_{x \to 3^+} g(x)

  3. Schritt 3
    Grenzwerte als Terme berechnen
    • Linksseitiger Grenzwert (für x3x \le 3): limx3(ax2)=a32=9a\lim_{x \to 3^-} (ax^2) = a \cdot 3^2 = 9a

    • Rechtsseitiger Grenzwert (für x>3x > 3): limx3+(x+6)=3+6=9\lim_{x \to 3^+} (x+6) = 3+6 = 9

  4. Schritt 4 · Ergebnis
    Gleichung aufstellen und lösen

    Wir setzen die Terme gleich:

    9a=99a = 9

    a=1a = 1

Ergebnis:

Für a=1a=1 ist die Funktion gg stetig.

Beispiel 3

Aufgabe

Bestimmen Sie den Parameter kk so, dass die Funktion h(x)={2x+kfu¨x<13x+2fu¨x1h(x) = \left\{\begin{array}{ll} 2x+k & \text{für } x < -1 \\ -3x+2 & \text{für } x \ge -1\end{array}\right. stetig ist.

Fortschritt
4 / 4
  1. Schritt 1
    Nahtstelle identifizieren

    Die Nahtstelle ist bei x0=1x_0=-1.

  2. Schritt 2
    Stetigkeitsbedingung aufstellen

    limx1h(x)=limx1+h(x)\lim_{x \to -1^-} h(x) = \lim_{x \to -1^+} h(x)

  3. Schritt 3
    Grenzwerte als Terme berechnen
    • Linksseitiger Grenzwert (für x<1x < -1): limx1(2x+k)=2(1)+k=2+k\lim_{x \to -1^-} (2x+k) = 2 \cdot (-1) + k = -2+k

    • Rechtsseitiger Grenzwert (für x1x \ge -1): limx1+(3x+2)=3(1)+2=3+2=5\lim_{x \to -1^+} (-3x+2) = -3 \cdot (-1) + 2 = 3+2 = 5

  4. Schritt 4 · Ergebnis
    Gleichung aufstellen und lösen

    Wir setzen die Terme gleich:

    2+k=5+2-2+k = 5 \quad |+2

    k=7k = 7

Ergebnis:

Für k=7k=7 ist die Funktion hh stetig.

Beispiel 4

Aufgabe

Gegeben ist f(x)={cx2fu¨x<0exfu¨x0f(x) = \left\{\begin{array}{ll} c-x^2 & \text{für } x < 0 \\ e^x & \text{für } x \ge 0\end{array}\right.. Finden Sie cc, sodass ff stetig ist.

Fortschritt
4 / 4
  1. Schritt 1
    Nahtstelle identifizieren

    Die Nahtstelle ist bei x0=0x_0=0.

  2. Schritt 2
    Stetigkeitsbedingung aufstellen

    limx0f(x)=limx0+f(x)\lim_{x \to 0^-} f(x) = \lim_{x \to 0^+} f(x)

  3. Schritt 3
    Grenzwerte als Terme berechnen
    • Linksseitiger Grenzwert (für x<0x < 0): limx0(cx2)=c02=c\lim_{x \to 0^-} (c-x^2) = c - 0^2 = c

    • Rechtsseitiger Grenzwert (für x0x \ge 0): limx0+(ex)=e0=1\lim_{x \to 0^+} (e^x) = e^0 = 1 (Jede Zahl hoch 0 ist 1)

  4. Schritt 4 · Ergebnis
    Gleichung aufstellen und lösen

    Wir setzen die Terme gleich:

    c=1c = 1

Ergebnis:

Für c=1c=1 ist die Funktion ff stetig.

Beispiel 5

Aufgabe

Bestimmen Sie dd so, dass f(x)={dx+2dfu¨x<5xdfu¨x5f(x) = \left\{\begin{array}{ll} dx+2d & \text{für } x < 5 \\ x-d & \text{für } x \ge 5\end{array}\right. stetig ist.

Fortschritt
4 / 4
  1. Schritt 1
    Nahtstelle identifizieren

    Die Nahtstelle ist bei x0=5x_0=5.

  2. Schritt 2
    Stetigkeitsbedingung aufstellen

    limx5f(x)=limx5+f(x)\lim_{x \to 5^-} f(x) = \lim_{x \to 5^+} f(x)

  3. Schritt 3
    Grenzwerte als Terme berechnen
    • Linksseitiger Grenzwert (für x<5x < 5): limx5(dx+2d)=d5+2d=7d\lim_{x \to 5^-} (dx+2d) = d \cdot 5 + 2d = 7d

    • Rechtsseitiger Grenzwert (für x5x \ge 5): limx5+(xd)=5d\lim_{x \to 5^+} (x-d) = 5-d

  4. Schritt 4 · Ergebnis
    Gleichung aufstellen und lösen

    Wir setzen die Terme gleich:

    7d=5d+d7d = 5-d \quad |+d

    8d=5:88d = 5 \quad |:8

    d=58d = \frac{5}{8}

Ergebnis:

Für d=58d=\frac{5}{8} ist die Funktion ff stetig.

Wichtige Erkenntnisse

  • Stetigkeit bedeutet anschaulich: Der Graph einer Funktion kann gezeichnet werden, ohne den Stift abzusetzen.
  • Eine Funktion ist an einer Nahtstelle x0x_0 stetig, wenn die Drei-Punkte-Regel gilt: Linksseitiger Grenzwert = Rechtsseitiger Grenzwert = Funktionswert.
  • Um einen Parameter für Stetigkeit zu finden, setzt du den linksseitigen und den rechtsseitigen Grenzwert an der Nahtstelle gleich und löst die entstehende Gleichung.

Häufige Fragen

Was ist die Stetigkeit einer Funktion?

Eine Funktion heißt stetig an einer Stelle $x_0$, wenn ihr Graph dort weder einen Sprung noch eine Lücke aufweist – du kannst ihn also zeichnen, ohne den Stift abzusetzen. Formal müssen drei Werte übereinstimmen: der linksseitige Grenzwert, der rechtsseitige Grenzwert und der Funktionswert an der Stelle $x_0$. Gilt $\lim_{x \to x_0^-} f(x) = \lim_{x \to x_0^+} f(x) = f(x_0)$, ist die Funktion stetig.

Wie prüfst du die Stetigkeit einer abschnittsweise definierten Funktion?

Du gehst in fünf Schritten vor: Zuerst identifizierst du die Nahtstelle $x_0$, an der die Funktionsdefinition wechselt. Dann berechnest du den linksseitigen Grenzwert (linker Funktionsteil, $x_0$ einsetzen) und den rechtsseitigen Grenzwert (rechter Funktionsteil, $x_0$ einsetzen). Anschließend berechnest du den Funktionswert $f(x_0)$. Sind alle drei Werte gleich, ist die Funktion an $x_0$ stetig.

Was ist der Unterschied zwischen einer Sprungstelle und einer hebbaren Lücke?

Bei einer Sprungstelle sind der linksseitige und der rechtsseitige Grenzwert verschieden – der Graph macht einen sichtbaren Sprung. Bei einer hebbaren Lücke stimmen beide Grenzwerte überein, aber der Funktionswert an dieser Stelle ist anders (oder nicht definiert). Eine hebbare Lücke könnte man durch Neudefinition des Funktionswerts beseitigen; eine Sprungstelle nicht.

Wie bestimmst du einen Parameter so, dass eine Funktion stetig wird?

Du nutzt die Stetigkeitsbedingung: Setze linksseitigen und rechtsseitigen Grenzwert gleich – $\lim_{x \to x_0^-} f(x) = \lim_{x \to x_0^+} f(x)$. Setze $x_0$ in beide Funktionsteile ein; die entstehenden Terme enthalten den gesuchten Parameter. Stelle die Gleichung auf und löse sie nach dem Parameter auf. Das Ergebnis macht die Funktion stetig.

Wann ist eine Funktion an einer Stelle nicht stetig?

Eine Funktion ist an einer Stelle $x_0$ nicht stetig, wenn mindestens eine der drei Bedingungen verletzt ist: Der linksseitige Grenzwert und der rechtsseitige Grenzwert sind verschieden (Sprungstelle), oder der Grenzwert existiert, stimmt aber nicht mit dem Funktionswert überein (hebbare Lücke). In beiden Fällen hat der Graph an dieser Stelle einen Riss oder Sprung.

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