Rationale Funktionen Polstellen

Die Funktion $f: x \rightarrow \frac{1}{x}$ ist für $x = 0$ nicht definiert. Wie verhält sie sich in der Umgebung von $0$? Je kleiner $x$ betragsmäßig wird, desto größer wird der Betrag von $\frac{1}{x}$. Zeigt eine Funktion für einen x-Wert ein solches Verhalten, dann ist der x-Wert eine Definitionslücke und man bezeichnet diese Stelle als Polstelle.

Merke Ist an einer Definitionslücke $x_0$ einer gebrochen-rationalen Funktion $f$ $\lim_{x \to x_0}\left| f(x) \right|=\infty$, dann ist die Definitionslücke $x_0$ eine Polstelle von f.

Beispiele:

1. Die Funktion $f: x \rightarrow \frac{1}{x}$ hat für $x = 0$ einen Pol 1. Ordnung ($0$ ist einfache Nullstelle des Nenners).

Nähert man sich von links an, also $x \rightarrow 0$ mit $x<0$, dann streben die Funktionswerte nach $-\infty$; nähert man sich von rechts an, also $x \rightarrow 0$ mit $x>0$, dann streben die Funktionswerte nach $\infty$. $f$ hat an $x = 0$ eine Polstelle mit Vorzeichenwechsel. Die Gerade $x = 0$ ist senkrechte Asymptote des Graphen von $f$.

2. Die Funktion $g: x \rightarrow \frac{1}{x^2}$ hat für $x = 0$ einen Pol 2. Ordnung ($0$ ist zweifache Nullstelle des Nenners).

Nähert man sich von links oder von rechts an, also $x \rightarrow 0$ mit $x<0$ oder $x>0$, dann streben die Funktionswerte in beiden Fällen nach $\infty$. $g$ hat an $x = 0$ eine Polstelle ohne Vorzeichenwechsel. Die Gerade $x = 0$ ist senkrechte Asymptote des Graphen von $f$.

Merke Man kann allgemein für eine gebrochen-rationale Funktion $f$ mit $f(x)=\frac{1}{(x-x_0)^n}$ formulieren: Ist n gerade, dann hat die Funktion $f:x\rightarrow \frac{1}{(x-x_0)^n}$ mit $D = R \backslash \{x_0\}$ an der Stelle $x = x_0$ einen Pol ohne Vorzeichenwechsel. Ist n ungerade, dann hat die Funktion $f:x\rightarrow \frac{1}{(x-x_0)^n}$ mit $D = R\backslash \{x_0\}$ an der Stelle $x = x_0$ einen Pol mit Vorzeichenwechsel.