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Analysis 5 | Höhere Mathematik: Partielle Ableitung, Beispiel 3 | A.51.01

Wenn eine Funktion von mehreren Variablen abhängt, kann man eigentlich nicht mehr von der “Ableitung” sprechen, denn man muss schließlich präzisieren, ob man nach “x”, nach “y” oder was auch immer ableitet. Also spricht man von der “partiellen Ableitung nach x”, oder der “partiellen Ableitung nach y”, usw. Betrachtet man z.B. die Ableitung nach x (oder “Differenzierung” nach x, wie man es auch nennen kann), wird “x” als Variable betrachtet und alle anderen Buchstaben als Parameter (also als Zahl). Schreibt man sämtliche partiellen Ableitungen übereinander, wird das ein Vektor, der “Gradient” heißt. Die zweiten partiellen Ableitungen kann man der Übersicht halber als Matrix aufschreiben, welche “Hesse-Matrix” heißt.


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Wurzel von komplexen Zahlen ziehen, Beispiel 2 | A.54.06

Um Wurzeln aus komplexen Zahlen zu ziehen, sollten diese Polarform haben. (Ggf. muss man die Zahl also erst in Polarform umwandeln). Will man nun die n-te Wurzel aus einer Zahl ziehen, so ist der neue Betrag die n-te Wurzel aus dem alten Betrag. Das neue Argument (=Winkel) erhält man, in dem man das alte Argument durch n teilt. Leider ist das nur EINE Lösung und beim Wurzelziehen gibt es immer mehrere Lösungen. Es gibt genau “n” Lösungen. Alle weiteren Lösungen erhält man, in dem man den Vollkreis (also 360° oder 2Pi) durch n teilt. Das Ergebnis zählt man beliebig oft zum Winkel der ersten Lösung dazu, bis man “n” Lösungen hat.


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Analysis 1 | Geraden und Parabeln: Geraden, Gerade berechnen: Übungsaufgaben und Rechenbeispiele | A.02.21

Wir stellen die Gleichungen von drei Geraden auf, von denen man unterschiedliche Angaben hat und damit Verschiedenes weiß. Die erste Winkelhalbierende ist von Bedeutung, wir brauchen einen Schnittpunkt und einen Schnittwinkel.


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Analysis 1 | Geraden und Parabeln: Flächen und Flächeninhalt berechnen | A.03

Fast alle Flächen werden auf Dreiecksflächen zurückgeführt. Wie berechnet man die Fläche eines Dreiecks? Es gibt (wie immer) mehrere Möglichkeiten. Wenn Sie Glück haben, ist eine der drei Seiten parallel zur x- oder zur y-Achse. Dann kommt man recht gut über Standardformel A=½*g*h weiter. Wenn zwar keine der Seiten parallel zu den Koordinatenachsen ist, aber die Koordinaten aller Eckpunkte ganzzahlig sind (keine blöden Kommazahlen), so kann man um das Dreieck ein achsenparalleles Rechteck ziehen und von dieser Rechtecksfläche dann drei rechteckige Dreiecke abziehen. Falls auch das nicht geht, kann man noch die lange Flächeninhaltsformel anwenden oder man bestimmt für die Formel A=½*g*h die Grundlinie und die Höhe über Lotgerade. (Die letzte genannte Variante ist etwas umständlich, wird aber am häufigsten verwendet.)


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Parabelformen: Normalform, Scheitelform, Linearfaktorform LFF, Beispiel 1 - A.04.03

Parabeln gibt es in drei Formen: 1) die häufigste und wichtigste ist die "allgemeine Form" oder "Normalform" y=ax²+bx+c 2) die Scheitelform verwendet man, wenn der Scheitelpunkt gegeben ist oder man den Scheitelpunkt braucht y=a*(x-xs)²+ys [xs und ys sind hierbei die x- und y-Koordinaten des Scheitelpunkts] 3) die Linearfaktorform verwendet man manchmal, wenn es um die Nullstellen der Parabel geht. y=a*(x-x1)(x-x2) [hierbei sind x1 und x2 die Nullstellen der Parabel]. Sie sollten die drei Parabelformen beherrschen (vor allem die ersten beiden) und wissen, wie man die eine in die andere umwandelt.


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Scheitelpunkt berechnen über quadratische Ergänzung und Scheitelform, Beispiel 1 - A.04.04

Die Scheitelform einer Parabel lautet: y=a*(x-xs)²+ys. Hierbei sind xs und ys die x- und y-Koordinaten des Scheitelpunktes, a ist der Streckfaktor [bei Normalparabel a=1 oder a=-1]. Hat man die Normalform der Parabel gegeben und will den Scheitelpunkt berechnen, wendet man die quadratische Ergänzung an, um auf die Scheitelform zu kommen. Aus der Scheitelform liest man dann den Scheitelpunkt einfach ab.


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Normalform einer Parabel aus Scheitelform bestimmen, Beispiel 1 - A.04.05

Die Scheitelform einer Parabel lautet: y=a*(x-xs)²+ys. Hierbei sind xs und ys die x- und y-Koordinaten des Scheitelpunktes, a ist der Streckfaktor [bei Normalparabel a=1 oder a=-1]. Hat man den Scheitelpunkt gegeben, so setzt man seine Koordinaten für xs und ys ein [x und y bleiben x und y], löst die Klammer auf [binomische Formel oder ausmultiplizieren] und erhält die Normalform der Parabel.


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Normalform einer Parabel aus Scheitelform bestimmen, Beispiel 3 - A.04.05

Die Scheitelform einer Parabel lautet: y=a*(x-xs)²+ys. Hierbei sind xs und ys die x- und y-Koordinaten des Scheitelpunktes, a ist der Streckfaktor [bei Normalparabel a=1 oder a=-1]. Hat man den Scheitelpunkt gegeben, so setzt man seine Koordinaten für xs und ys ein [x und y bleiben x und y], löst die Klammer auf [binomische Formel oder ausmultiplizieren] und erhält die Normalform der Parabel.


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Analysis 1 | Geraden und Parabeln: Schnittpunkt von Geraden berechnen, Beispiel 1 | A.02.07

Will man zwei Funktionen schneiden, muss man die gleich setzen und nach “x” auflösen. Man setzt den erhaltenen x-Wert in eine der beiden Funktionen ein, um den y-Wert vom Schnittpunkt zu erhalten.


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Seitenhalbierende berechnen, Beispiel 2 | A.02.12

Wie berechnet man die Gleichung einer Seitenhalbierenden? Na ja, eine Seitenhalbierende geht durch einen Punkt und die Mitte der gegenüberliegenden Seite. Also bestimmt man den Mittelpunkt der gegenüberliegenden Seite (siehe A.01.01) und hat nun zwei Punkte, durch welche die Gerade geht. Nun kann man die Geradengleichung über die beiden Punkte bestimmen (siehe A.02.10 bzw. A.02.11). Übrigens berechnet man den Schnittpunkt von 2 oder 3 Seitenhalbierenden, so erhält man den Schwerpunkt des Dreiecks.


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