Grundlagen verstehen
Definitionsmenge
Die Definitionsmenge enthält alle Zahlen, die du für \(x\) einsetzen darfst. Entscheidend ist also: Welche Werte verbieten dir die Rechenregeln?
Warum überhaupt etwas verboten sein kann, siehst du direkt an diesem Beispiel:
Gib einmal \(\frac{4}{0}\) in deinen Taschenrechner ein. Du bekommst eine Fehlermeldung. Warum? Durch \(0\) darfst du nicht teilen.
Genau das würde bei unserer Funktion passieren, wenn du \(x=3\) einsetzt: Der Nenner wäre dann \(0\).
\(D=\mathbb{R}\setminus\{3\}\)
Wann sind Werte verboten?
Nicht bei jeder Funktion musst du überhaupt etwas ausschließen. Wir geben dir hier schonmal eine schnelle Übersicht:
| Ganzrationale Funktion | keine Einschränkung |
| Bruch | Nenner \( \neq 0 \) |
| Quadratwurzel | unter der Wurzel \( \geq 0 \) |
| \(\ln\) | im Logarithmus \(>0\) |
| \(e\)-Funktion | keine Einschränkung |
Definitionsmenge bestimmen heißt: Finde die Werte, die du für \(x\) nicht einsetzen darfst, und schließe sie aus.
Die Definitionsmenge enthält alle Zahlen, die du für \(x\) einsetzen darfst. Entscheidend ist also: Welche Werte verbieten dir die Rechenregeln?
Warum überhaupt etwas verboten sein kann, siehst du direkt an diesem Beispiel:
Gib einmal \(\frac{4}{0}\) in deinen Taschenrechner ein. Du bekommst eine Fehlermeldung. Warum? Durch \(0\) darfst du nicht teilen.
Genau das würde bei unserer Funktion passieren, wenn du \(x=3\) einsetzt: Der Nenner wäre dann \(0\).
\(D=\mathbb{R}\setminus\{3\}\)
Wann sind Werte verboten?
Nicht bei jeder Funktion musst du überhaupt etwas ausschließen. Wir geben dir hier schonmal eine schnelle Übersicht:
| Ganzrationale Funktion | keine Einschränkung |
| Bruch | Nenner \( \neq 0 \) |
| Quadratwurzel | unter der Wurzel \( \geq 0 \) |
| \(\ln\) | im Logarithmus \(>0\) |
| \(e\)-Funktion | keine Einschränkung |
Definitionsmenge bestimmen heißt: Finde die Werte, die du für \(x\) nicht einsetzen darfst, und schließe sie aus.
Wie berechne ich die erlaubten Werte
Gibt es bei einer Funktion eine Einschränkung, musst du herausfinden, für welche Werte von \(x\) die Rechenregel erfüllt ist. Wie du das berechnest, hängt von der Funktion ab.
Brüche
Bei einem Bruch darf der Nenner niemals \(0\) werden. Schauen wir uns ein Beispiel an:
Welche Werte sind hier verboten?
Es sind die Werte, bei denen der Nenner \(0\) werden würde, also suchen wir genau diese Werte.
Wir setzen den Nenner gleich \(0\):
Setze den Nenner gleich \(0\). Alle Lösungen musst du aus der Definitionsmenge ausschließen.
Quadratwurzeln
Bei einer Quadratwurzel gilt eine andere Regel: Unter der Wurzel darf keine negative Zahl stehen. Der Ausdruck unter der Wurzel muss also mindestens \(0\) sein.
Deshalb setzen wir den Ausdruck unter der Wurzel größer oder gleich \(0\) und lösen die Ungleichung:
Setze den Ausdruck unter der Wurzel größer oder gleich \(0\) und löse die Ungleichung.
Logarithmen
Beim natürlichen Logarithmus darf im Logarithmus nur eine positive Zahl stehen. Anders als bei der Wurzel ist \(0\) hier also nicht erlaubt.
Deshalb muss der Ausdruck im Logarithmus größer als \(0\) sein:
Setze den Ausdruck im Logarithmus größer als \(0\) und löse die Ungleichung.
Ganzrationale und e-Funktionen
Nicht jede Funktion schränkt die möglichen Werte für \(x\) ein. Bei ganzrationalen Funktionen und \(e\)-Funktionen darfst du jede reelle Zahl einsetzen.
Wie schreibt man eine Definitionsmenge auf
Für die Definitionsmenge gibt es verschiedene Schreibweisen und ein paar Zeichen, die du kennen solltest.
Am einfachsten ist es, wenn jede reelle Zahl erlaubt ist. Dann schreiben wir:
\(D\) steht für Definitionsmenge. \(\mathbb{R}\) ist die Menge aller reellen Zahlen. Ganz einfach gesagt sind das alle Zahlen, die du im Laufe deiner Schulzeit kennenlernst. Dazu gehören zum Beispiel:
Mengenschreibweise
Erinnern wir uns an unser Beispiel mit der Quadratwurzel. Dort hatten wir berechnet:
Für \(x\) sind also \(3\) und alle größeren reellen Zahlen erlaubt. Als Definitionsmenge können wir das so schreiben:
Sieht komplizierter aus, als es ist. Zerlegen wir die Schreibweise in ihre einzelnen Bestandteile:
| \(D\) | die Definitionsmenge |
| \(\{\,\ldots\,\}\) | alles innerhalb der Klammern gehört zur beschriebenen Menge |
| \(x\in\mathbb{R}\) | \(x\) ist eine reelle Zahl |
| \(\mid\) | für die gilt |
| \(x\geq3\) | \(x\) ist größer oder gleich \(3\) |
Lies: „Die Definitionsmenge enthält alle reellen Zahlen \(x\), für die gilt: \(x\) ist größer oder gleich \(3\).“
Die gleiche Menge – kürzer geschrieben
Einen zusammenhängenden Bereich von Zahlen kannst du auch als Intervall schreiben. Bei \(x\geq3\) sind \(3\) und alle größeren Zahlen erlaubt – das sieht als Intervall so aus:
An der Klammer eines Intervalls erkennst du, ob der Randwert noch zur Menge gehört oder nicht.
Die \(3\) gehört zur Definitionsmenge.
Die \(3\) gehört nicht zur Definitionsmenge.
Wie schreibt man „alle außer“?
Bei unserem Bruchbeispiel waren nur zwei Zahlen verboten: \(x=-2\) und \(x=2\). Alle anderen reellen Zahlen dürfen eingesetzt werden.
Auch diese Schreibweise können wir Stück für Stück lesen:
| \(\mathbb{R}\) | alle reellen Zahlen |
| \(\setminus\) | ohne / außer |
| \(\{-2;2\}\) | die beiden Zahlen \(-2\) und \(2\) |
Lies: „Die Definitionsmenge sind alle reellen Zahlen außer \(-2\) und \(2\).“
Welche Schreibweise du für die Definitionsmenge verwendest, hängt davon ab, welche Werte erlaubt sind. Je nach Funktion und berechnetem Definitionsbereich ist eine andere Schreibweise besonders praktisch.
| Alle Zahlen sind erlaubt | \(D=\mathbb{R}\) |
| Einzelne Werte sind ausgeschlossen | \(D=\mathbb{R}\setminus\{-2;2\}\) |
| Ein ganzer Bereich ist erlaubt | \(D=[3;\infty[\) |
| Die erlaubten Werte erfüllen eine Bedingung | \(D=\{x\in\mathbb{R}\mid x\geq3\}\) |
Die Zeichen auf einen Blick
Die wichtigsten Zeichen hast du jetzt schon benutzt. Hier findest du sie noch einmal zum Nachschlagen:
| Zeichen | Gelesen als | Bedeutung |
|---|---|---|
| \(\mathbb{R}\) | reelle Zahlen | alle Zahlen auf dem Zahlenstrahl |
| \(\in\) | ist Element von | gehört zu einer Menge |
| \(\notin\) | ist kein Element von | gehört nicht zu einer Menge |
| \(\mid\) | für die gilt | leitet eine Bedingung ein |
| \(\setminus\) | ohne / außer | schließt Werte aus einer Menge aus |
| \(\{\,\ldots\,\}\) | Menge | fasst die Elemente einer Menge zusammen |
| \(\infty\) | unendlich | der Zahlenbereich geht unbegrenzt weiter |
Noch mehr ABkürzungen
Manchmal wird nur ein bestimmter Teil der reellen Zahlen gebraucht. Dafür gibt es diese Kurzschreibweisen:
| Schreibweise | Bedeutung | Als Bereich |
|---|---|---|
| \(\mathbb{R}^+\) | class="Small-mobil"positive reelle Zahlen | \(x>0\) |
| \(\mathbb{R}_0^+\) | positive reelle Zahlen und \(0\) | \(x\geq0\) |
| \(\mathbb{R}^-\) | negative reelle Zahlen | \(x \lt 0\) |
| \(\mathbb{R}_0^-\) | negative reelle Zahlen und \(0\) | \(x\leq0\) |
Was ist, wenn mehrere Regeln gleichzeitig gelten?
In einer Funktion können auch mehrere Rechenregeln gleichzeitig eine Rolle spielen. Dann müssen alle Regeln erfüllt sein, damit ein Wert für \(x\) zur Definitionsmenge gehört.
Schauen wir uns eine Funktion an, bei der eine Wurzel im Nenner steht:
Hier müssen wir gleich zwei Regeln beachten:
Unter einer Quadratwurzel darf keine negative Zahl stehen.
Ein Nenner darf niemals \(0\) werden.
Für die Wurzel allein wäre \(0\) noch erlaubt. Weil die Wurzel hier aber im Nenner steht, darf sie aber nicht \(0\) werden. Deshalb muss der Ausdruck unter der Wurzel in diesem Fall größer als \(0\) sein:
Gibt es mehrere Einschränkungen, musst du alle Rechenregeln gleichzeitig beachten. Zur Definitionsmenge gehören nur die Werte, die alle Bedingungen erfüllen.
Definitionsmenge oder Wertemenge
Neben der Definitionsmenge \(D\) begegnet dir häufig auch die Wertemenge \(W\). Der Unterschied ist einfach: Die Definitionsmenge sagt, was du für \(x\) einsetzen darfst. Die Wertemenge sagt, welche Ergebnisse für \(f(x)\) herauskommen können.
Schauen wir uns dafür die Funktion
an. Für \(x\) dürfen wir hier jede reelle Zahl einsetzen. Die Definitionsmenge ist also:
Bei den Ergebnissen sieht es anders aus. Egal welche Zahl wir quadrieren: Das Ergebnis kann niemals negativ sein.
Für \(f(x)\) können deshalb nur \(0\) und positive Zahlen herauskommen. Die Wertemenge ist:
- Definitionsmenge \(D\): Was darf ich für \(x\) einsetzen?
- Wertemenge \(W\): Was kann für \(f(x)\) herauskommen?

Teste dein Wissen
Übungen
Bestimme die Definitionsmenge der Funktion.
Lösung
Bei einem Bruch darf der Nenner nicht \(0\) werden. Wir suchen deshalb die Werte, bei denen genau das passieren würde.
Beide Werte müssen ausgeschlossen werden.
Bestimme die Definitionsmenge.
Überlege zuerst: Welche Zahlen dürfen unter einer Quadratwurzel stehen?
Lösung
Unter der Quadratwurzel darf keine negative Zahl stehen. Deshalb muss der Ausdruck unter der Wurzel größer oder gleich \(0\) sein.
\(4\) selbst ist erlaubt, deshalb gehört der Randwert zur Menge.
Bestimme die Definitionsmenge.
Lösung
Im Logarithmus muss eine positive Zahl stehen. Der Ausdruck muss deshalb wirklich größer als \(0\) sein.
Hier treffen zwei Regeln aufeinander. Bestimme die Definitionsmenge.
Der Ausdruck \(x-2\) steht unter einer Wurzel – und die Wurzel steht gleichzeitig im Nenner. Welche beiden Regeln gelten deshalb?
Lösung
Unter einer Quadratwurzel darf normalerweise \(0\) stehen. Hier steht die Wurzel aber im Nenner. Deshalb darf sie selbst nicht \(0\) werden.
Bestimme die Definitionsmenge der Funktion.
Unter der Wurzel muss gelten: \( x^2-16\geq0 \). Überlege danach, für welche positiven und negativen Werte das Quadrat mindestens \(16\) ist.
Lösung
Der Ausdruck unter der Wurzel muss größer oder gleich \(0\) sein.
Zwischen \(-4\) und \(4\) ist der Ausdruck unter der Wurzel negativ. Erlaubt sind deshalb die beiden äußeren Bereiche.
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Mehr dazu
in unseren FAQs
Kann ich prüfen, ob ein bestimmter Wert zur Definitionsmenge gehört?
Ja. Wenn du nur wissen möchtest, ob ein einzelner Wert erlaubt ist, musst du nicht unbedingt die gesamte Definitionsmenge bestimmen. Setze den Wert in die Funktion ein und prüfe, ob die Rechnung möglich ist.
Das ist besonders praktisch, wenn eine Aufgabe nur fragt, ob ein bestimmter Wert eingesetzt werden darf.
Kann eine Funktion mehrere Einschränkungen gleichzeitig haben?
Ja. Enthält eine Funktion mehrere kritische Stellen, musst du alle Bedingungen gleichzeitig beachten.
Die Wurzel verlangt:
Der Nenner verlangt zusätzlich:
Kann die Definitionsmenge leer sein?
Ja. Es kann passieren, dass kein einziger reeller Wert eingesetzt werden darf.
Unter einer Quadratwurzel muss der Ausdruck mindestens \(0\) sein:
Das ist für keine reelle Zahl möglich, denn ein Quadrat kann niemals negativ sein.
Kann die Definitionsmenge aus mehreren getrennten Bereichen bestehen?
Ja. Die erlaubten Werte müssen nicht immer einen einzigen zusammenhängenden Bereich bilden.
Für die Wurzel muss gelten:
Damit entstehen zwei getrennte Bereiche:
Kann ich die Definitionsmenge am Graphen erkennen?
Ja. Am Graphen kannst du die Definitionsmenge daran erkennen, für welche \(x\)-Werte überhaupt Punkte des Graphen vorhanden sind.
Stell dir dazu vor, du schaust nur auf die \(x\)-Achse: Überall dort, wo sich über oder unter einem \(x\)-Wert ein Punkt des Graphen befindet, gehört dieser \(x\)-Wert zur Definitionsmenge.
Eine Lücke im Graphen kann deshalb auf einen ausgeschlossenen \(x\)-Wert hinweisen. Bei einer Wurzelfunktion kann der Graph dagegen beispielsweise erst ab einem bestimmten \(x\)-Wert beginnen.
Mehr dazu
Weiterführende Informationen
Warum sieht die Definitionsmenge des Tangens so kompliziert aus?
Die Definitionsmenge des Tangens sieht komplizierter aus, folgt aber nur einer Regel, die du schon kennst.
Der Tangens ist ein Bruch. Deshalb darf sein Nenner nicht \(0\) werden:
Jetzt kommt die Besonderheit: Der Cosinus ist eine periodische Funktion. Seine Werte wiederholen sich immer wieder – und damit auch seine Nullstellen.
Berechne mit deinem Taschenrechner die erste Nullstelle des Cosinus:
Aber das ist nicht die einzige Nullstelle. Der Cosinus hat die Periode \(2\pi\). Seine Nullstellen liegen jeweils eine halbe Periode, also \(\pi\), auseinander.
Von \(\frac{\pi}{2}\) aus können wir deshalb immer wieder Vielfache von \(\pi\) addieren oder subtrahieren, um weitere Nullstellen zu erhalten.
Statt unendlich viele Nullstellen aufzuschreiben, verwenden wir dafür \(k\) und fassen alle in einer einzigen Formel zusammen. \(k\) gibt an, wie oft wir \(\pi\) weitergehen.
Wir wissen jetzt welche Werte beim Tangens verboten sind. Deshalb lautet seine Definitionsmenge:
Zahlenmengen vertehen
Natürliche Zahlen, ganze Zahlen, Brüche, Kommazahlen: Seit der 5. und 6. Klasse lernst du immer neue Arten von Zahlen kennen. Diese werden in Zahlenmengen zusammengefasst und mit Symbolen wie \(\mathbb N\), \(\mathbb Z\), \(\mathbb Q\) und \(\mathbb R\) abgekürzt.
Schauen wir sie uns noch einmal der Reihe nach an. Dabei wird die Zahlenmenge immer größer.
| Menge | Name | Beispiele |
|---|---|---|
| \(\mathbb N\) | natürliche Zahlen | \(1,\;2,\;3\) |
| \(\mathbb N_0\) | natürliche Zahlen mit \(0\) | \(0,\;1,\;2\) |
| \(\mathbb Z\) | ganze Zahlen | \(-2,\;-1,\;0,\;1\) |
| \(\mathbb Q\) | rationale Zahlen | \(-3,\;\dfrac12,\;0{,}7,\;4\) |
| \(\mathbb R\) | reelle Zahlen | \(-5,\;\dfrac23,\;\sqrt2,\;\pi\) |
Was kommt jeweils dazu?
Am einfachsten verstehst du die Zahlenmengen, wenn du dir anschaust, welche neuen Zahlen jeweils dazukommen.
Die reellen Zahlen \(\mathbb{R}\) vereinen damit alle vorangegangenen Zahlenmengen: Dazu gehören die natürlichen Zahlen, die ganzen Zahlen, die rationalen Zahlen und zusätzlich die irrationalen Zahlen wie \(\sqrt{2}\) oder \(\pi\).
Rational oder irrational?
Bei den reellen Zahlen gibt es noch eine wichtige Unterscheidung. Manche Zahlen lassen sich als Bruch schreiben – andere nicht.
Lassen sich als Bruch schreiben. Ihre Dezimalzahl endet oder wiederholt sich periodisch.
Lassen sich nicht als Bruch schreiben. Ihre Nachkommastellen gehen unendlich weiter, ohne sich regelmäßig zu wiederholen.
13:00 -18:30 Uhr
Alle Rechte vorbehalten.
Schüler- und Studentenförderung
