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Analysis 3 | Tiefere Einblicke in die Funktionsanalyse: Rotationsvolumen einer Funktion über Umkehrfunktion berechnen; Rotation um y-Achse, Beispiel 1

Benötigt man das Rotationsvolumen einer Funktion um die y-Achse, so lässt man die Umkehrfunktion um die x-Achse rotieren. Im Detail: Man benötigt das Volumen, das durch die Rotation um die y-Achse von einer Fläche entsteht. Zuerst bestimmt man die Umkehrfunktion von f(x) und lässt diese Umkehrfunktion nun “ganz normal” um die x-Achse rotieren. Die Grenzen sind hierbei die y-Werte!! Das erhaltene Volumen ist das gesuchte.


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Analysis 3 | Tiefere Einblicke in die Funktionsanalyse: Funktionen strecken: so wird’s gemacht, Beispiel 4 | A.23.02

Wie kann man eine Funktion strecken? Man kann sie um den Faktor “c” in y-Richtung strecken, indem man die Funktion mit dieser Zahl “c” multipliziert. (Aus “f(x)” wird “c*f(x)”). Man streckt eine Funktion um den Faktor “d” in x-Richtung, indem man jeden Buchstaben “x” der Funktion durch “x/d” ersetzt. (Aus “x” wird “x/d”). Bemerkung: Ist ein Streckfaktor kleiner als 1, nennt man den Vorgang “Funktion stauchen” (die Funktion wird also gequetscht, nicht gestreckt). Ist ein Streckfaktor negativ, wird die Funktion zusätzlich noch an der x bzw. y-Achse gespiegelt.


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Analysis 3 | Tiefere Einblicke in die Funktionsanalyse: Funktionen strecken: so wird’s gemacht, Beispiel 6 | A.23.02

Wie kann man eine Funktion strecken? Man kann sie um den Faktor “c” in y-Richtung strecken, indem man die Funktion mit dieser Zahl “c” multipliziert. (Aus “f(x)” wird “c*f(x)”). Man streckt eine Funktion um den Faktor “d” in x-Richtung, indem man jeden Buchstaben “x” der Funktion durch “x/d” ersetzt. (Aus “x” wird “x/d”). Bemerkung: Ist ein Streckfaktor kleiner als 1, nennt man den Vorgang “Funktion stauchen” (die Funktion wird also gequetscht, nicht gestreckt). Ist ein Streckfaktor negativ, wird die Funktion zusätzlich noch an der x bzw. y-Achse gespiegelt.


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Analysis 3 | Tiefere Einblicke in die Funktionsanalyse: Funktionen spiegeln an der x-Achse, an der y-Achse oder am Ursprung, Beispiel 4 | A.23.03

Will man eine Funktion spiegeln, so ist ein Minuszeichen entscheidend. Bei einer Achsenspiegelung an der y-Achse, muss man jede Variable “x” der Funktion durch “-x” ersetzt. Man spiegelt eine Funktion an der x-Achse, indem man vor die Funktion ein Minus setzt (aus “f(x)” wird “-f(x)”). Braucht man eine Punktspiegelung von einer Funktion am Ursprung, so erhält man das durch eine Achsenspiegelung an der x-Achse UND einer an der y-Achse (aus “f(x)” wird “-f(-x)”).


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Analysis 3 | Tiefere Einblicke in die Funktionsanalyse: Funktionen spiegeln über Formel, Beispiel 4 | A.23.04

Beim Spiegeln von Funktionen an einer senkrechten Gerade der Form x=a, wird in der Funktion f(x) jeder Buchstabe “x” durch “2a-x” ersetzt. Benötigt man die Spiegelungen an einer waagerechten Geraden y=b, ist die gesuchte Funktion: g(x)=2b-f(x). Braucht man von einer Funktion die Punktspiegelung an einem Punkt S(a|b), so entspricht das zwei Achsenspiegelungen: nämlich der Spiegelung an der senkrechten Gerade x=a UND an der waagerechten Gerade y=b.


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Analysis 3 | Tiefere Einblicke in die Funktionsanalyse: Funktionen spiegeln über Verschieben, Beispiel 2 | A.23.05

Wenn man eine Funktion spiegeln will, z.B. an einer senkrechten Gerade der Form x=a, so verschiebt man die Funktion f(x) erst in waagerechte Richtung um “-a”, dann spiegelt man die Funktion an der y-Achse und schiebt die Funktion wieder um “a” zurück. Benötigt man die Spiegelungen an einer waagerechten Geraden y=b, so verschiebt man f(x) in senkrechte Richtung um “-b”, spiegelt dann an der x-Achse und verschiebt danach die Funktion wieder um “b” zurück. Braucht man von einer Funktion die Punktspiegelung an einem Punkt S(a|b), so muss man zwei Achsenspiegelungen durchführen: nämlich die Spiegelung an der senkrechten Gerade x=a UND an der waagerechten Gerade y=b.


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Analysis 2 | Grundlagen der Funktionsanalyse: Rotationsvolumen berechnen, Beispiel 2 | A.18.06

Bei Rotation einer Funktion um die x-Achse, entsteht meist ein komischer Rotationskörper, der keinen Namen (was diesen natürlich psychisch sehr belastet). Diesen berechnet man mit einer einfachen Formel, die besagt, dass man die Funktion zuerst quadriert, dann erst integriert. Integralgrenzen einsetzen und das Ergebnis mit Pi multiplizieren. (Rotiert eine Funktion um die y-Achse, macht man das Gleiche mit der Umkehrfunktion. Dieses wird hier nicht erklärt.)


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Analysis 2 | Grundlagen der Funktionsanalyse: Rotationsvolumen berechnen, Beispiel 5 | A.18.06

Bei Rotation einer Funktion um die x-Achse, entsteht meist ein komischer Rotationskörper, der keinen Namen (was diesen natürlich psychisch sehr belastet). Diesen berechnet man mit einer einfachen Formel, die besagt, dass man die Funktion zuerst quadriert, dann erst integriert. Integralgrenzen einsetzen und das Ergebnis mit Pi multiplizieren. (Rotiert eine Funktion um die y-Achse, macht man das Gleiche mit der Umkehrfunktion. Dieses wird hier nicht erklärt.)


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Analysis 2 | Grundlagen der Funktionsanalyse: Rotationsvolumen berechnen | A.18.06

Bei Rotation einer Funktion um die x-Achse, entsteht meist ein komischer Rotationskörper, der keinen Namen (was diesen natürlich psychisch sehr belastet). Diesen berechnet man mit einer einfachen Formel, die besagt, dass man die Funktion zuerst quadriert, dann erst integriert. Integralgrenzen einsetzen und das Ergebnis mit Pi multiplizieren. (Rotiert eine Funktion um die y-Achse, macht man das Gleiche mit der Umkehrfunktion. Dieses wird hier nicht erklärt.)