Polstellen und hebbare Definitionslücken

Klasse 11

Veröffentlichungsdatum

19. August 2026

Aufgaben

Aufgabe 1

L

Gegeben ist f(x)=x+3x−1f(x) = \dfrac{x+3}{x-1}.

  1. Bestimme die Definitionslücke und weise nach, dass es sich um eine Polstelle handelt.
  2. Erstelle die Vorzeichentabelle und gib das Verhalten für x→1−x \to 1^- und x→1+x \to 1^+ an.

Aufgabe 2

L

Untersuche jeweils, ob an der Definitionslücke eine Polstelle mit oder ohne Vorzeichenwechsel vorliegt:

  1. f(x)=2x2f(x) = \dfrac{2}{x^2}

  2. g(x)=5x−4g(x) = \dfrac{5}{x-4}

Aufgabe 3

L

Gegeben ist

f(x)=x2−1x2−xf(x) = \frac{x^2-1}{x^2-x}

Bestimme DD und untersuche jede Definitionslücke: Polstelle oder hebbare Lücke? Gib bei hebbaren Lücken den Grenzwert an.

Aufgabe 4

L

Der abgebildete Graph gehört zu einer gebrochen-rationalen Funktion ff.

  1. An welcher Stelle liegt eine Polstelle, an welcher eine hebbare Lücke? Woran erkennst du das im Bild?
  2. Liegt an der Polstelle ein Vorzeichenwechsel vor?
  3. Welchen Wert müsste man an der hebbaren Lücke ergänzen, damit ff dort stetig wird?

Aufgabe 5

L

Gegeben ist

f(x)=x2−4x2−4x+4f(x) = \frac{x^2-4}{x^2-4x+4}

Zähler und Nenner haben bei x=2x = 2 beide eine Nullstelle. Untersuche, ob dort eine hebbare Lücke vorliegt.

Aufgabe 6

L

Gegeben ist

f(x)=x−1x2−x−6f(x) = \frac{x-1}{x^2-x-6}

Bestimme alle Polstellen und untersuche jede mit einer Vorzeichentabelle auf Vorzeichenwechsel.

Aufgabe 7

L

Untersuche die Definitionslücke von

f(x)=x2−1012x−106f(x) = \frac{x^2 - 10^{12}}{x - 10^{6}}

Polstelle oder hebbare Lücke? Gib gegebenenfalls den Grenzwert an.

Aufgabe 8

L

Untersuche die Definitionslücke von

f(x)=x+10100x2f(x) = \frac{x + 10^{100}}{x^2}

auf Polstelle bzw. Vorzeichenwechsel.


Lösungen

Lösung 1

  1. Nenner: x−1=0⇒x0=1x - 1 = 0 \Rightarrow x_0 = 1, also D=ℝ\{1}D = \mathbb{R}\setminus\{1\}.

Zähler an dieser Stelle: p(1)=1+3=4≠0p(1) = 1 + 3 = 4 \neq 0 → Polstelle (keine hebbare Lücke).

  1. Vorzeichentabelle:
x→1−x \to 1^- x→1+x \to 1^+
x+3x+3 4>04 > 0 4>04 > 0
x−1x-1 →0−\to 0^- →0+\to 0^+
f(x)f(x) −∞-\infty +∞+\infty

limx→1−f(x)=−∞,limx→1+f(x)=+∞\lim_{x \to 1^-} f(x) = -\infty, \qquad \lim_{x \to 1^+} f(x) = +\infty

Es liegt ein Vorzeichenwechsel vor; x=1x = 1 ist senkrechte Asymptote.


Lösung 2

  1. D=ℝ\{0}D = \mathbb{R}\setminus\{0\}. Zähler 2≠02 \neq 0 → Polstelle.

Der Nenner x2x^2 ist links und rechts von 00 positiv:

x→0−x \to 0^- x→0+x \to 0^+
22 >0>0 >0>0
x2x^2 →0+\to 0^+ →0+\to 0^+
f(x)f(x) +∞+\infty +∞+\infty

→ Polstelle ohne Vorzeichenwechsel.

  1. D=ℝ\{4}D = \mathbb{R}\setminus\{4\}. Zähler 5≠05 \neq 0 → Polstelle.

x−4x - 4 wechselt bei 44 das Vorzeichen (→0−\to 0^- bzw. →0+\to 0^+), der Zähler bleibt positiv:

limx→4−g(x)=−∞,limx→4+g(x)=+∞\lim_{x \to 4^-} g(x) = -\infty, \qquad \lim_{x \to 4^+} g(x) = +\infty

→ Polstelle mit Vorzeichenwechsel.


Lösung 3

Faktorisieren:

f(x)=x2−1x2−x=(x−1)(x+1)x(x−1)f(x) = \frac{x^2-1}{x^2-x} = \frac{(x-1)(x+1)}{x\,(x-1)}

Nenner-Nullstellen: x=0x = 0 und x=1x = 1, also D=ℝ\{0,1}D = \mathbb{R}\setminus\{0,\;1\}.

Stelle x=1x = 1: Zähler und Nenner werden beide null. Kürzen von (x−1)(x-1):

f(x)=x+1x(x≠1,x≠0)f(x) = \frac{x+1}{x} \qquad (x \neq 1,\; x \neq 0)

Nach dem Kürzen ist der Nenner bei x=1x = 1 gleich 1≠01 \neq 0 → hebbare Lücke mit

limx→1f(x)=1+11=2\lim_{x \to 1} f(x) = \frac{1+1}{1} = 2

Stelle x=0x = 0: Im gekürzten Term ist der Zähler 0+1=1≠00 + 1 = 1 \neq 0, der Nenner null → Polstelle.

Vorzeichen: Zähler →1>0\to 1 > 0, Nenner x→0∓x \to 0^\mp → lim⁡x→0−f(x)=−∞\lim_{x\to 0^-} f(x) = -\infty, lim⁡x→0+f(x)=+∞\lim_{x\to 0^+} f(x) = +\infty, also mit Vorzeichenwechsel.


Lösung 4

  1. Bei x=0x = 0 liegt die Polstelle: die beiden Äste laufen dort ins Unendliche, der Graph nähert sich der senkrechten Geraden x=0x = 0 an.

Bei x=1x = 1 liegt die hebbare Lücke: der Graph läuft dort ganz normal weiter, es fehlt nur ein einzelner Punkt (offener Kreis). Nichts strebt gegen unendlich.

  1. Ja. Links von 00 fällt der Graph nach −∞-\infty, rechts von 00 kommt er von +∞+\infty — die Vorzeichen sind verschieden, also Vorzeichenwechsel.

  2. Der Graph strebt bei x=1x = 1 gegen den Wert 22 (abzulesen an der Höhe des offenen Kreises). Man ergänzt

f(1):=2f(1) := 2


Lösung 5

Beide faktorisieren:

f(x)=x2−4x2−4x+4=(x−2)(x+2)(x−2)2f(x) = \frac{x^2-4}{x^2-4x+4} = \frac{(x-2)(x+2)}{(x-2)^2}

Der Faktor (x−2)(x-2) kommt im Zähler einmal, im Nenner zweimal vor. Nach dem Kürzen bleibt einer im Nenner stehen:

f(x)=x+2x−2(x≠2)f(x) = \frac{x+2}{x-2} \qquad (x \neq 2)

Jetzt gilt an der Stelle x=2x=2: Zähler =4≠0= 4 \neq 0, Nenner =0= 0.

→ Es liegt keine hebbare Lücke, sondern eine Polstelle vor.

Vorzeichentabelle:

x→2−x \to 2^- x→2+x \to 2^+
x+2x+2 4>04 > 0 4>04 > 0
x−2x-2 →0−\to 0^- →0+\to 0^+
f(x)f(x) −∞-\infty +∞+\infty

Polstelle mit Vorzeichenwechsel.


Lösung 6

Nenner faktorisieren: x2−x−6=(x−3)(x+2)x^2 - x - 6 = (x-3)(x+2)

D=ℝ\{−2,3}D = \mathbb{R}\setminus\{-2,\;3\}

Zähler bei x=−2x = -2: −3≠0-3 \neq 0; bei x=3x = 3: 2≠02 \neq 0 → beides Polstellen.

Bei x0=−2x_0 = -2:

x→−2−x \to -2^- x→−2+x \to -2^+
x−1x-1 −3<0-3 < 0 −3<0-3 < 0
x+2x+2 →0−\to 0^- →0+\to 0^+
x−3x-3 −5<0-5 < 0 −5<0-5 < 0
Nenner →0+\to 0^+ →0−\to 0^-
f(x)f(x) −∞-\infty +∞+\infty

→ Vorzeichenwechsel ✓

Bei x0=3x_0 = 3:

x→3−x \to 3^- x→3+x \to 3^+
x−1x-1 2>02 > 0 2>02 > 0
x−3x-3 →0−\to 0^- →0+\to 0^+
x+2x+2 5>05 > 0 5>05 > 0
Nenner →0−\to 0^- →0+\to 0^+
f(x)f(x) −∞-\infty +∞+\infty

→ Vorzeichenwechsel ✓

An beiden Polstellen wechselt das Vorzeichen.


Lösung 7

Nenner: x−106=0⇒x0=106x - 10^{6} = 0 \Rightarrow x_0 = 10^{6}, also D=ℝ\{106}D = \mathbb{R}\setminus\{10^{6}\}.

Der Zähler ist eine dritte binomische Formel:

x2−1012=x2−(106)2=(x−106)(x+106)x^2 - 10^{12} = x^2 - \left(10^{6}\right)^2 = \left(x - 10^{6}\right)\left(x + 10^{6}\right)

Auch der Zähler wird bei x0x_0 null → kürzen:

f(x)=(x−106)(x+106)x−106=x+106(x≠106)f(x) = \frac{\left(x-10^{6}\right)\left(x+10^{6}\right)}{x-10^{6}} = x + 10^{6} \qquad (x \neq 10^{6})

Der gekürzte Term ist ein Polynom, der Grenzwert existiert → hebbare Lücke mit

limx→106f(x)=106+106=2⋅106\lim_{x \to 10^{6}} f(x) = 10^{6} + 10^{6} = 2 \cdot 10^{6}

Dasselbe Kürzen wie in Aufgabe 3, nur mit unbequemen Zahlen.


Lösung 8

Nenner: x2=0⇒x0=0x^2 = 0 \Rightarrow x_0 = 0, also D=ℝ\{0}D = \mathbb{R}\setminus\{0\}.

Zähler bei x0=0x_0 = 0: 0+10100=10100≠00 + 10^{100} = 10^{100} \neq 0 → Polstelle.

Vorzeichentabelle:

x→0−x \to 0^- x→0+x \to 0^+
x+10100x + 10^{100} ≈10100>0\approx 10^{100} > 0 ≈10100>0\approx 10^{100} > 0
x2x^2 →0+\to 0^+ →0+\to 0^+
f(x)f(x) +∞+\infty +∞+\infty

Der Nenner ist als Quadrat beidseitig positiv → Polstelle ohne Vorzeichenwechsel, genau wie bei 2x2\frac{2}{x^2} in Aufgabe 2a.