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LernenMathematikSekundarstufe IFunktionenQuadratische Funktionen

Themenübersicht

Quadratische Funktionen

Quadratische Funktionen besitzen einen parabelförmigen Graphen, dessen Öffnung und Lage der Term bestimmt.

MathematikSekundarstufe I

Lernweg

Theorie
verstehen
Beispiele
nachvollziehen
Selbst
rechnen

Lernschritt

Theorie verstehen

f(x) = x²xyS
Illustration zu Quadratische Funktionen

Quadratische Funktionen

Eine quadratische Funktion hat die Normalform f(x)=ax2+bx+c mit a=0. Ihr Graph ist eine Parabel. Das Vorzeichen von a bestimmt, ob sie nach oben oder unten geöffnet ist.

a>0: nach obena<0: nach unten

Der Betrag von a beeinflusst die Breite. Der Wert c=f(0) ist der y-Achsenabschnitt. Parabeln besitzen eine Symmetrieachse durch ihren Scheitelpunkt. Bei a>0 ist er der tiefste Punkt der Parabel, bei a<0 der höchste Punkt.

S(xS​∣yS​)xS​=−2ab​yS​=f(xS​)=c−4ab2​

So bestimmst du den Scheitelpunkt aus der Normalform: Berechne zuerst den x-Wert xS​=−2ab​. Setze ihn danach in die Funktion ein: yS​=f(xS​). Damit erhältst du den Scheitelpunkt S(xS​∣yS​).

Merke

Quadratische Änderung bedeutet nicht konstante erste Differenzen; bei gleichmässigen x-Schritten sind die zweiten Differenzen konstant.

Das lernst du

  • •Lies Öffnungsrichtung und y-Achsenabschnitt aus der Normalform.
  • •Berechne Punkte und erkenne die Symmetrie einer Parabel.
  • •Unterscheide den Einfluss von Vorzeichen und Betrag des Leitkoeffizienten a.

Lernschritt

Beispiele nachvollziehen

Musteraufgabe 1

Einfach

Eigenschaften aus der Normalform

Untersuche f(x)=−2x2+8.

  1. 1Öffnung

    a=−2 ist negativ: Die Parabel ist nach unten geöffnet.

  2. 2y-Achsenabschnitt

    f(0)=8
  3. 3Symmetrie

    Ohne linearen Term liegt die Symmetrieachse bei x=0.

Ergebnis

Scheitel (0∣8), Öffnung nach unten.

Musteraufgabe 2

Mittel

Symmetrische Werte

Berechne g(−2) und g(2) für g(x)=x2−3.

  1. 1Negativer Wert

    g(−2)=4−3=1
  2. 2Positiver Wert

    g(2)=4−3=1

Ergebnis

Die Punkte (−2∣1) und (2∣1) sind symmetrisch.

Lernschritt

Selbst rechnen

Aufgabe 1

Einfach

Öffnung

Wie ist f(x)=−0,5x2+2x+1 geöffnet?

Aufgabe 2

Einfach

y-Achsenabschnitt

Bestimme f(0) für f(x)=3x2−4x+7.

Aufgabe 3

Einfach

Funktionswert

Berechne f(3) für f(x)=x2−2x.

Aufgabe 4

Einfach

Leitkoeffizient

Welche Parabel ist gegenüber y=x2 schmaler?

Aufgabe 5

Mittel

Parabelwert berechnen

Gegeben ist f(x)=x2−6x+5. Berechne f(4).

xyP

Aufgabe 6

Mittel

Symmetrieachse bestimmen

Bestimme die x-Koordinate der Symmetrieachse von f(x)=2x2+8x−1.

Aufgabe 7

Anspruchsvoll

Maximum einer Parabel

Die Funktion f(x)=−2x2+12x−7 beschreibt eine nach unten geöffnete Parabel. Bestimme ihren maximalen Funktionswert.

Aufgabe 8

Anspruchsvoll

Parabel und waagerechte Gerade

Die Parabel f(x)=x2−2x−8 schneidet die Gerade y=7 zweimal. Gib die größere x-Koordinate an.