Normalerweise wiederholen sich trigonometrische Funktionen innerhalb einer Periode. Die Periode einer Sinus- oder Kosinus-Funktion liegt bei 2*Pi (Pi=3,1415...), die der Tangens-Funktion bei Pi. Allgemein hat eine Funktion der Form f(x)=a*sin(b(x-c))+d oder g(x)=a*cos(b(x-c))+d die Periode von Per=2*Pi/b. Bei komplizierteren Funktionen kann die Periode teilweise nicht mehr so einfach angegeben werden.

Trigonometrische Gleichungen können leider beliebig komplex sein. Die einfachen Gleichungen kann man auf die Form: sin(Ding)=Zahl bzw. cos(Ding)=Zahl (ebenso mit tan) zurückführen (in „Ding“ sollte ein „x“ drinstecken). Mit einer Wertetabelle oder mit einem Taschenrechner kann man nun zuerst nach „Ding“ auflösen, man erhält: Ding=arcsin(Zahl) bzw. Ding=arccos(Zahl), anschließend kann man meist recht einfach nach „x“ auflösen. Bemerkung: Viele Schüler kennen arcsin, arccos, etc.. nur als sin-1, cos-1, etc.. Mathematisch ist das jedoch nicht korrekt (und kann in der höheren Mathematik sogar zu Verwechlungen führen.) Die korrekte Schreibweise geht also über Arcussinus=arcsin, Arcuskosinus=arccos, ..

1.Zuerst löst man nach sin(...) oder cos(...) auf. 2.Man substituiert das Argument (d.h. Man wendet Substitution an, in dem man das Innere der Klammer „u“ nennt). 3.Man bestimmt mittels Taschenrechner oder Wertetabelle einen Wert von „u“. 4.(Der entscheidende Schritt) Bei sin: die zweite Lösung lautet: u2=Pi-u1. Bei cos: u2=-u1. 5.Man resubstituiert, um aus „u1“ und „u2“ die Werte „x1“ und „x2“ zu erhalten. 6.erhaltenen x-Werte kann man beliebig oft um je eine Periode nach links oder rechts verschieben (falls das notwendig ist).

Trigonometrische Funktionen leitet man vom Prinzip sehr einfach ab. Sinus abgeleitet wird Kosinus, Kosinus abgeleitet ergibt den negativen Sinus. Kurz: sin'=cos, cos'=-sin. (Falls man Tangens differenzieren muss [=ableiten], schreibt man ihn um zu: tan=sin/cos und leitet diesen Bruch ab.)

Bei hässlicheren trigonometrischen Funktionen kann in der Ableitung noch die Produktregel oder die Kettenregel (evtl auch Quotientenregel) auftauchen. In der Theorie ist das auch schon alles. In der Praxis wird’s manchmal etwas hässlicher.

Die Stammfunktion von sin ist -cos, die Stammfunktion von cos ist sin. Die innere Ableitung muss (wie bei jeder Integration) in den Nenner (runter), (man wendet also ganz normal die „umgekehrte Kettenregel“ bzw. „lineare Substitution“ an). Für die Stammfunktion F(x) (böse gesagt: die Stammfunktion) kann man daher die Formel anwenden: f(x)=a*e^(bx+c) => F(x)=a/b*e^(bx+c).

Braucht man die Stammfunktion von besonders hässliche trigonometrischen Funktionen, kann man eigentlich nur die Produktintegration (=partielle Integration) anwenden oder die Integration durch Substitution. Vielleicht kann man auch den ein- oder anderen Trick anwenden.

a = Amplitude = Streckung in y-Richtung, b=2*Pi/Periode=Stauchung in x-Richtung; c=Verschiebung in x-Richtung (bei sin: c=x-Wert des Wendepunkts mit positiver Steigung, bei cos: c=x-Wert des Hochpunkts), d=Mittellinie der Funktion=Verschiebung in y-Richtung

Man beginnt mit der Mittellinie d und der Amplitude a. Mit deren Hilfe weiß man nun in welchem Bereich sich die Funktion bewegt (wie weit die Funktion hoch und wie weit sie runter geht). Es geht weiter mit c, womit man weiß, wo die Funktion „beginnt“. Als Letztes bestimmt man die Periode mit Hilfe von b. Nun kann man Hoch- und Tief- und die Wendepunkte bestimmen und damit die Funktion skizzieren.

Trigonometrische Funktionen sind periodisch, wiederholen sich also in regelmäßigen Abständen. Der Abstand, bis es zur nächsten Wiederholung kommt, nennt sich Periode. Die wichtigsten periodischen Funktionen sind die Sinus, die Kosinus und die Tangens-Funktion (abgekürzt; sin(x), cos(x), tan(x)). Unwichtige periodische Funktionen sind Kotangens, Sekans und Kosekans (cot(x), sec(x), cosec(x)).

Die Schnittpunkte einer Bruchfunktion mit der x-Achse bestimmt man, in dem man die Funktion mit dem Nenner multipliziert. Damit ist man den Bruch los und führt die Berechnung der Nullstellen auf die eine viel einfachere ganzrationale Funktion zurück.

Die Ableitung eines Bruchs geht mit der sogenannten „Quotientenregel“. Der Zähler (oben) wird „u“ genannt, der Nenner (unten) wird „v“ genannt. Die Formel für Ableitung lautet: f'(x)=(u'·v-u·v')/(v²).

Für besonders hässliche Ableitung braucht man die Quotientenregel und zusätzlich noch Ketten- und/oder Produktregel. Na ja.. hässlich eben.

Es gibt drei Typen von gebrochen-rationalen Funktionen, die man verhältnismäßig einfach integrieren kann. 1.Funktionen, die im Nenner (unten) kein „+“ oder „-“ haben. Diese Funktionen kann man aufspalten und dann recht einfach interieren. 2. Funktionen, die oben nur eine Zahl haben, unten eine Klammer ohne Hochzahl. Die Stammfunktion wird führt man auf den Logarothmus (auf ln(..)) zurück. 3. Funktionen, die oben nur eine Zahl haben, unten eine Klammer mit Hochzahl. Man schreibt die Funktion um, den Nenner schreibt man hoch, in dem die Hochzahl negativ wird. Nun kann man die Funktion integrieren.

Will man einen Bruch integrieren, den man nicht wie im letzten Kapitel beschrieben, umschreiben kann, wird das Ganze leider recht schnell kompliziert. Im günstigsten Fall kann man Substitution anwenden (dann hat man Glück gehabt), falls nicht, braucht man die „Partialbruchzerlegung“. Letztere ist zwar nicht ungeheuer kompliziert, aber recht arbeitsaufwändig.

Jede Funktion kann eine (oder mehrere) waagerechte Asymptote, senkrechte Asymptote und schiefe Asymptote haben. Am einfachsten berechnet man senkrechte Asymptoten (auch Polstellen oder Definitionslücken oder Lücken oder Polgerade genannt) in dem man den Nenner Null setzt. Waagerechte Asymptoten erhält man, in dem man x gegen Unendlich laufen lässt. Im Detail bedeutet, dass man die größten Hochzahlen von Zähler und Nenner vergleicht und dabei vier Fälle unterscheidet. Schiefe Asymptoten betrachten wir im nächsten Unterkapitel.

Ist die größte Potenz oben genau eins größer als die größte Potenz unten, hat die Funktion eine schiefe Asymptote, also eine Näherungsgerade. Man erhält diese Gerade nur durch eine Polynomdivision.

Gebrochen-rationale Funktionen zeichnet man am besten über die Asymptoten. Man zeichnet also zuerst die Asymptoten, danach eventuell Nullstellen (falls man Hoch-, Tief- oder Wendepunkte kennt zeichnet man diese ebenfalls ein) und versucht die Funktion zu zeichnen. Falls notwendig, kann man noch eine Wertetabelle machen, also noch ein paar Punkte einzeichnen. Das sollte für das Zeichnen ausreichen.

Man erkennt daran, dass eine Zeichnung zu einer gebrochen-rationalen Funktion gehört, dass die Zeichnung durch senkrechte Asymptoten geteilt ist. Am geschicktesten beginnt man mit den senkrechten Asymptoten (=Polstelle), welche den Nenner der Funktion festlegt. Oben, im Zähler, schreibt man einen Parameter. Hinter den Bruch schreibt man die schiefe oder waagerechte Asymptote. Nun setzt man x- und y-Koordinate von irgendeinem gut ablesbaren Punkt ein und erhält so auch noch den Parameter.

Bruchfunktionen sind natürlich Funktionen in Bruchform. Tatsächlich heißen sie „gebrochen-rationale Funktionen“ oder „gebrochene Funktionen“. Das typische Merkmal dieser Funktionen sind senkrechte Asymptoten, die das Schaubild in zwei oder mehrere Teile aufteilt.