ForHosting KIT · Mathematik

Funktionsauswertung

Wählen Sie den Funktionstyp, geben Sie die Koeffizienten und einen Wert für x ein und erhalten Sie sofort f(x): f(x)=2x+1 an der Stelle 3 ergibt 7. Werte außerhalb der reellen Definitionsmenge werden gemeldet statt geraten. Kostenlos in Ihrem Browser.

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Wenn Sie eingeben
Art
Linear
A
2
B
1
X
3
Erhalten Sie
Wert
7
Ausdruck
f(x)=2x+1
Domainname
(-∞, +∞)

Das Auswerten einer Funktion ist die grundlegende Fertigkeit der Algebra: aus der Regel für f die Ausgabe an einem gewählten Eingabewert berechnen, ohne Rechenfehler oder stille Definitionsbereichsfehler. Lernende, die Hausaufgaben prüfen, Tutoren, die Beispiele bauen, und Automatisierungsskripte, die ein deterministisches f(x)-Orakel brauchen, teilen dieselbe Suchintention—Funktionsauswertungsrechner—und erwarten sowohl die numerische Antwort als auch ein ehrliches Signal, wenn die Eingabe außerhalb des reellen Definitionsbereichs liegt. Diese Fähigkeit akzeptiert eine Funktionsfamilie (linear, quadratisch, Polynom über Horner, rational, Quadratwurzel, Logarithmus, Betrag, reziprok, Potenz oder exponentiell), die nötigen Koeffizienten und ein endliches x.

Was Funktionsauswertung bedeutet und welche Familien unterstützt werden

Eine Funktion auszuwerten heißt, ihre Definitionsregel an einer einzigen reellen Zahl x anzuwenden und die eindeutige Ausgabe y gleich f von x zu melden, wenn diese Eingabe erlaubt ist. Dieser Rechner löst keine Gleichungen nach x; er berechnet nur die Ausgabe für eine gelieferte Eingabe—genau die Fertigkeit, die in der frühen Algebra geprüft wird, wenn Werte in f von x gleich zwei x plus eins oder in engere Formen wie Wurzeln und Logarithmen eingesetzt werden. Zehn Familien decken die Formen ab, die Schulbücher und Prüfungsvorbereitung beherrschen.

Die lineare f von x gleich a x plus b und die quadratische f von x gleich a x im Quadrat plus b x plus c sind für jedes reelle x definiert. Polynome akzeptieren ein Koeffizientenarray mit höchstem Grad zuerst und werden mit Horner-Verschachtelung für numerische Stabilität und einen kurzen Ausdruck ausgewertet. Rationale Funktionen f von x gleich Klammer a x plus b über Klammer c x plus d schließen die Nullstelle des Nenners aus.

Die Wurzel aus a x plus b verlangt einen nichtnegativen Radikanden. Der Logarithmus zur Basis von a x plus b verlangt ein positives Argument und eine positive Basis ungleich eins. Der Betrag von a x plus b ist überall definiert.

Die Reziproke a über x schließt null aus. Die Potenz a mal x hoch n folgt reellen Definitionsbereichsregeln für ganzzahlige und nicht ganzzahlige Exponenten. Die Exponentialfunktion a mal b hoch x braucht eine positive Basis b.

Hausaufgaben- und Tutorenkontrolle

Lassen Sie Lernende eine Funktionsfamilie und x wählen und den gelieferten Wert—oder einen expliziten Außerhalb-des-Definitionsbereichs-Grund—gegen die Lehrbuch-Substitution prüfen.

LMS- und Prüfungs-Auto-Grading

Bewerten Sie Aufgaben „f an einem Punkt auswerten“ mit einem deterministischen Orakel, das ungültige Parameter von legitimen Definitionsbereichsfehlern trennt.

Notebooks und Formelvalidierung

Setzen Sie Entwurfsparameter in lineare, rationale, Wurzel-, Log- oder Exponentialmodelle ein, ohne eine vollständige Computer-Algebra-Bibliothek zu importieren.

Wie werte ich eine Funktion an einem gegebenen x aus?

Senden Sie kind (zum Beispiel linear oder polynomial), die nötigen Koeffizienten und ein endliches x.

Was passiert, wenn x außerhalb des Definitionsbereichs liegt?

Value entfällt. Das wird nicht als Parameterfehler berechnet.

Welche Funktionsarten werden unterstützt?

linear, quadratic, polynomial, rational, sqrt, log, absolute, reciprocal, power und exponential. Jede hat dokumentierte Koeffizienten und reelle Definitionsbereichsregeln.

Wie werden Polynome ausgewertet?

Übergeben Sie coeffs mit höchstem Grad zuerst (zum Beispiel [1,-3,2] für x²−3x+2).

Kann der Rechner eine Gleichung nach x auflösen?

Nein. Er berechnet nur den Funktionswert für die Stelle, die Sie angeben. Um herauszufinden, welches x zu einem bestimmten Ergebnis führt, brauchen Sie einen Gleichungslöser.

Alles auf dieser Seite ist auch per API verfügbar. Dieser Abschnitt richtet sich an Teams, die es in ihre eigenen Systeme einbinden möchten; alle anderen nutzen einfach das Tool oben.

POSThttps://api.kit.forhosting.com/algebra/function-evaluate

Authentifizierung per Bearer-Token. Ein einziger POST stellt die Aufgabe in die Warteschlange; das Ergebnis erhalten Sie per Webhook oder über einen signierten Link.

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/algebra/function-evaluate \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"kind":"linear","x":3}'
{
  "kind": "linear",
  "x": 3
}
{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "algebra.function_evaluate",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

Die API arbeitet asynchron: Sie erhalten sofort eine task_id. Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.

pro Anfrage$0.002

Der Preis steht auf der Seite – keine Tokens, keine Credits. Fehlgeschlagene Aufgaben werden nicht berechnet.

HTTPCodeBedeutung
401unauthorizedDer API-Schlüssel fehlt oder ist ungültig – prüfen Sie den Authorization-Header (Bearer).
402insufficient_balanceIhr Guthaben reicht für diese Aufgabe nicht aus – Aufladungen verfallen nicht.
404unknown_typeUnbekannter Aufgabentyp – prüfen Sie das Feld „type“ gegen den Katalog.
429rate_limitedZu viele Anfragen – warten Sie kurz; Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.

Bei Erfolg liefert sie den Ausdrucksstring, die Beschreibung des reellen Definitionsbereichs, in_domain true und den gerundeten Wert. Liegt x außerhalb des Definitionsbereichs—negativer Radikand, nichtpositives Log-Argument, Nenner null, undefinierte Potenz—liefert sie weiterhin ein strukturiertes Payload mit in_domain false und einem klaren Grund, statt ein komplexes oder unendliches Ergebnis zu erfinden. Fehlgeformte Parameter scheitern mit invalid_input und werden nicht berechnet.

Was Funktionsauswertung bedeutet und welche Familien unterstützt werden

Die Wahl von kind und Koeffizienten ist der einzige Modellierungsschritt; der Endpoint setzt dann x ein, prüft den Definitionsbereich und liefert eine stabile gerundete Zahl oder den Grund für den Definitionsbereichsfehler.

Eingabevertrag, Antwortform und Definitionsbereichsmeldung

Optionale Koeffizienten a, b, c, d, Exponent n, Log-Basis und Polynom-coeffs füllen die gewählte Familie; sinnvolle Defaults greifen, wenn ein Koeffizient optional ist, sodass linear nur mit x weiterhin f von x gleich x bedeutet. Beispiel: kind linear, a gleich zwei, b gleich eins, x gleich drei ergibt f von x gleich zwei x plus eins, Definitionsbereich alle Reellen, Wert sieben. Senden Sie einen JSON-Body mit Pflichtfeld kind aus dem festen Enum und endlichem Pflichtfeld x. Zahlen dürfen als JSON-Zahlen oder Dezimalstrings ankommen; nichtendliche Werte, leere Strings, unbekannte kinds, leere Koeffizientenarrays und illegale Log-Basen werfen invalid_input mit Benennung des Problems und werden nicht berechnet. Bei Erfolg enthält der Body stets kind, x, expression, domain als Intervallstring, formula und in_domain. Ist in_domain true, ist value vorhanden und auf zwölf Dezimalstellen gerundet für stabile Goldens über Runtimes. Ist in_domain false—zum Beispiel Wurzel von x minus drei bei x gleich zwei, oder eine Reziproke bei null—wird value weggelassen und reason erklärt die Verletzung in klarer Sprache, damit die Oberfläche einen roten Definitionsbereichshinweis statt einer leeren Antwort zeigen kann. Dieses Design trennt Parameterfehler von mathematischen Definitionsbereichsfehlern: erstere sind Client-Bugs, letztere legitime Lehr-Momente. Beispiel: kind rational mit Nenner x minus eins bei x gleich eins liefert in_domain false, weil der Nenner verschwindet. Kombinieren Sie den Zahlenwert mit eigenem Plotcode, wenn Sie eine Skizze brauchen; dieser Endpoint wertet nur an einem Punkt aus und liefert weder Plots noch mehrstufige symbolische Vereinfachung jenseits der Felder expression und formula.

Wo eine API zur Funktionsauswertung sich lohnt

Unterricht und Tutorenplattformen nutzen einen Funktionsauswertungsrechner, damit Lernende eingesetzte Werte in linearen, quadratischen, Wurzel- und Log-Regeln ohne Rechenrutsch und ohne stille komplexe Überraschungen prüfen können. Prüfungs-Generatoren und LMS-Plugins brauchen ein deterministisches Orakel, das Definitionsbereichsfehler anders markiert als falsche Arithmetik, damit Auto-Grader Teilpunkte vergeben oder undefinierte Fälle kennzeichnen können. Fehlgeschlagene Validierung wird nicht berechnet. Ingenieur- und Wissenschafts-Notebooks stecken oft Sensorwerte oder Entwurfsparameter in einfache algebraische Modelle; ein kleiner Parse-API-Aufruf spart ein volles Computer-Algebra-System für eine Einzeilen-Substitution. Datenpipelines, die vom Nutzer eingegebene Formeln prüfen, können den Endpoint mit Kandidaten-x aufrufen, um außerhalb des Definitionsbereichs liegende Proben vor Folgeschritten abzulehnen. Weil die Implementierung reines Parse-Tier A ist, kostet jeder erfolgreiche Aufruf den veröffentlichten Basispreis $0.002 ohne Modell-Tokens und ohne ausgehendes Netz. Halten Sie Anfragen klein, pinnen Sie den gerundeten Wert und das in_domain-Flag in Tests, und Sie erhalten reproduzierbare f-von-x-Ergebnisse für Hausaufgaben, LMS-Plugins und Edge-Worker, ohne eigene symbolische Infrastruktur aufzubauen.

Was kostet der Funktionsauswertungsrechner?

Das Browser-Werkzeug ist kostenlos. API-Anfragen nutzen vorausgezahltes KIT-Guthaben zu $0.002 pro erfolgreichem Aufruf; ungültige Eingabe wird nicht berechnet.

Vollständige KIT-Dokumentation lesen →