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Analysis 4 | Die Verschiedenen Funktionstypen: Polynome über Nullstellen aufstellen | A.46.04

Kennt man die Nullstellen einer Funktion (z.B. x1, x2, x3, …), kann man die Linearfaktorzerlegung der Funktion aufstellen. Also f(x)=a·(x-x1)·(x-x2)·(x-x3)·... Den Parameter “a” erhält man über die Punktprobe mit einem beliebigen Punkt. Nun hat man die Funktionsgleichung. Falls man möchte, kann man auch noch alle Klammern auflösen.


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Analysis 4 | Die Verschiedenen Funktionstypen: Aus dem Schaubild einer trigonometrischen Funktion die Funktionsgleichung erstellen | A.42.10.

Es gibt einen Haufen periodischer Vorgänge in der Natur. Z.B. sieht man öfter die Aufgabe, dass monatliche Durchschnittstemperaturen angeben sind, diese werden als Punkte eingezeichnet und die Funktion kann eingezeichnet werden. Nun braucht man die Funktionsgleichung, die die Temperatur beschreibt. Wie geht man vor? Die waagerechte Mittellinie d liest man zuerst aus. Der Abstand hiervon zu den Hoch- bzw. Tiefpunkten ist die Amplitude a. Der Abstand zwischen zwei Tiefpunkten oder zwischen zwei Hochpunkten ist die Periode. Daraus kann man b bestimmen. Zum Schluss liest man c aus (welches der x-Wert vom Hochpunkt [bei cos] bzw. der x-Wert des Wendepunkts [bei sin] ist). Die Parameter setzt man in y=a·sin(b[x-c])+d ein.


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Analysis 4 | Die Verschiedenen Funktionstypen: Funktionsanalyse einer trigonometrischen Funktion, Beispiel 1 | A.42.11

Ein paar Beispiele von Funktionsuntersuchungen von trigonometrischen Funktionen. (Wir betrachten Nullstellen, Ableitungen, Extrem- und Wendepunkte, die Periode der Funktion und fertigen eine Skizze.)


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Analysis 4 | Die Verschiedenen Funktionstypen: Aus dem Schaubild einer gebrochen-rationalen Funktion die Funktionsgleichung erstellen | A.43.09

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.


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Analysis 4 | Die Verschiedenen Funktionstypen: Aus dem Schaubild einer gebrochen-rationalen Funktion die Funktionsgleichung erstellen, Beispiel 2

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.


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Analysis 4 | Die Verschiedenen Funktionstypen: Aus dem Schaubild einer Logarithmusfunktion die Funktionsgleichung erstellen, Beispiel 2 | A.44.08

Im Normalfall muss man nur Funktionen der Form f(x)=a·ln(bx+c) zeichnen. Das Argument setzt man Null, wobei man für “x” den Wert der Definitionslücke einsetzt. Nun nimmt man ein paar Punkte, setzt sie in die Funktion ein und bestimmt die Parameter a, b und c.


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Simulation, Werkzeug

Prof. Dr. Jürgen Roth

GeoGebra: Lernzirkel Funktionen

Der AK GeoGebra hat einige interaktive Konstruktionen zum Download zusammengestellt. Die Materialien eignen sich für verschiedene Themengebiete und Klassenstufen. An dieser Stelle finden Sie einige Aufgaben zum Bereich Funktionen für die 11. und 12. Jahrgangsstufe.

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Analysis 4 | Die Verschiedenen Funktionstypen: Aus dem Schaubild einer Wurzelfunktion die Funktionsgleichung erstellen, Beispiel 3 | A.45.08

Beim Zeichnen von Wurzelfunktionen, ist der “Anfangspunkt” wichtig. Nennen wir den Punkt R mit den Koordinaten R(r|s). Zeigt das Schaubild der Wurzel nach rechts, so ist der Ansatz: f(x)=a·wurzelaus(x-r)+s. Zeigt das Schaubild der Wurzel nach links, so ist der Ansatz: f(x)=a·wurzelaus(-x+r)+s. Den Parameter “a” erhält man, indem man einen beliebigen Punkt einsetzt.


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Quadratische Gleichungen mit der Form ax²+c=0 lösen, Beispiel 2 | G.04.05

Eine quadratische Gleichung, in welcher das “x” fehlt heißt “reinquadratisch”. (Wir reden hier also von einer Gleichung der Form “ax²+c=0”). Diese Gleichung löst man einfach nach “x” auf. Man bringt also das “c” rüber, teilt durch “a” und zieht die Wurzel. (nicht vergessen: es gibt eine “Plus”-Lösung UND eine “Minus”-Lösung!)


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Inhomogene Differentialgleichung über partikuläre Lösung lösen, Beispiel 5 | A.53.05

Bei einer inhomogenen DGL höherer Ordnung macht man zwei Schritte (beide sind lang). Im ersten Schritt löst man die zugehörige homogene DGL. Die zugehörige Lösung ist der erste Teil der Gesamtlösung. Im zweiten Schritt versucht man die “spezielle Lösung” oder “partikuläre Lösung” zu finden. Diese ist meistens vom gleichen Typ, wie die Störfunktion. (Die Störfunktion ist der Term ohne “f”, welcher die DGL inhomogen macht). Viel Glück!


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