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Funktion (Mathematik)
Als Funktion (von lat. functio „Tätigkeit, Verrichtung“) oder Abbildung wird in der Mathematik eine Relation zwischen zwei Mengen bezeichnet, bei der jedem Element der Definitionsmenge (Funktionsargument, unabhängige Variable, -Wert) genau ein Element der Zielmenge bzw. des Wertevorrats (Funktionswert, abhängige Variable, -Wert) zugeordnet wird:
- , oder äquivalent:
Grundlagen
Eine Funktion kann etwa durch eine Funktionsgleichung mit zugehöriger Definitionsmenge oder durch eine eindeutige Zuordnungsvorschrift angegeben werden, z.B.:
oder
Ein Element der Definitionsmenge heißt Nullstelle, wenn gilt: .
Graphisch können Funktionen in einem zweidimensionalen Koordinatensystem veranschaulicht werden, wobei auf der horizontalen -Achse die Funktionsargumente und auf der -Achse die zugehörigen Funktionswerte eingezeichnet sind. Die nebenstehende Grafik zeigt etwa die Funktionsgraphen einiger Potenzfunktionen:
Glatte Funktion
Eine glatte Funktion ist stetig und unendlich oft differenzierbar.
Konstante Funktion
Eine konstante Funktion (von lat. constans „feststehend“) nimmt für alle Argumente stets denselben Funktionswert an, d.h. eine Funktion ist genau dann konstant, wenn für alle gilt: .
Lineare Funktion
Eine lineare Funktion enthält die Unbekannte(n) nur in der ersten Potenz; in ihrer einfachsten Form lautet daher ihre Funktionsgleichung mit den konstanten Parametern :
Ihr Funktionsgraph ist eine Gerade, deren Steigung gleich ist.
Indikatorfunktion
Eine Indikatorfunktion oder charakteristische Funktion kann nur nur ein oder zwei Funktionswerte annehmen. Damit können komplexe Menge mathematisch exakt erfasst werden. Ein Beispiel ist die nach dem deutschen Mathematiker Peter Gustav Lejeune Dirichlet benannte Dirichlet-Funktion, die die charakteristische Funktion der rationalen Zahlen ist:
Komplexwertige Funktion
Eine komplexwertige Funktion hat eine Zielmenge aus dem Bereich der komplexen Zahlen , wobei die Definitionsmenge nicht allgemein festgelegt ist und beispielsweise auch auf den Bereich der reellen Zahlen eingeschränkt sein kann. Das ist etwa bei der Eulerschen Formel der Fall:
Demgegenüber wird der Begriff komplexe Funktion nicht in eindeutiger Weise verwendet. Teilweise ist damit gemeint, dass auch die Definitionsmenge dem Bereich der komplexen Zahlen angehört.
Siehe auch
- Funktion (Mathematik) - Artikel in der deutschen Wikipedia