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Analysis 5 | Höhere Mathematik: Partielle Ableitung, Beispiel 6 | 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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Seitenhalbierende berechnen | 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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Analysis 1 | Geraden und Parabeln: Geradengleichung der Höhe berechnen, Beispiel 1 | A.02.13

Wie berechnet man die Gleichung einer Höhe? Eine Höhe steht senkrecht auf einer Dreiecksseite und geht durch den gegenüber liegenden Punkt. Dadurch, dass die Höhe senkrecht auf der Dreiecksseite steht, kann man ihre Steigung berechnen (man berechnet zuerst die Steigung der Dreiecksseite, davon nimmt man den negativen Kehrwert, denn dadurch, dass beide senkrecht aufeinander stehen verwendet man die Theorie von orthogonalen Geraden: die Steigung der einen Gerade ist der negative Kehrwert der anderen). Mit der Steigung der Höhe und dem gegenüber liegenden Punkt bestimmt man nun die Geradengleichung der Höhe (A.02.08 und A.02.09).


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Analysis 1 | Geraden und Parabeln: Fläche und Flächeninhalt eines Dreiecks mit Flächeninhaltsformel berechnen, Beispiel 3 | A.03.04

Es gibt tatsächlich auch eine stupide Formel für Dreiecksflächen. Stupid im Sinne von: man muss bei dieser Flächeninhaltsformel nichts denken. Man setzt einfach nur die Koordinaten der Eckpunkte des Dreiecks ein und erhält die Dreiecksfläche. Die Formel für die Fläche lautet: A=½*[x1*(y2-y3)+x2*(y3-y1)+x3*(x1-y2)]. Hierbei sind (x1|y1), (x2|y2) und (x3|y3) die Koordinaten der Eckpunkte des Dreiecks (die Reihenfolge spielt keine Rolle).


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Analysis 1 | Geraden und Parabeln: Parabelformen: Normalform, Scheitelform, Linearfaktorform LFF, Beispiel 6 | 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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Analysis 1 | Geraden und Parabeln: Scheitelpunkt berechnen über quadratische Ergänzung und Scheitelform, Beispiel 4 | 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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Analysis 4 | Die Verschiedenen Funktionstypen: Trigonometrische Funktionen: Erklärung der Grundfunktion f(x)=a·sin(b(x-c))+d, Beispiel 2 | A.42.08

Durch Strecken und Verschieben von sin(x) und cos(x) kommt man auf die Grundfunktion der Form f(x)=a·sin(b(x-c))+d bzw. f(x)=a·cos(b(x-c))+d. Vermutlich sollten Sie wissen, welche Bedeutung die Parameter a, b, c, d haben. 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


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Winkelfunktionen, Winkelmodus mit dem Taschenrechner berechnen, Beispiel 1 - B.07.02

Winkel kann man unglücklicher Weise auf zwei Arten berechnen. Entweder in Grad oder in Radianten. Das Gradmaß ist intuitiver. Man verwendet es wenn man die Größe von Winkeln angeben muss. Radianten verwendet man bei Winkelfunktionen, also bei Sinus-, Kosinus- oder Tangensfunktionen. (Blöde, unmathematische Eselsbrücke: ist in der Aufgabe der Winkel mit griechischen Buchstaben angegeben, so sollte der Taschenrechner auf Grad gestellt werden. Ist der Winkel mit "x" angegeben, braucht man die Einstellung auf Radianten)


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Analysis 1 | Geraden und Parabeln: Geradengleichung der Höhe berechnen, Beispiel 3 | A.02.13

Wie berechnet man die Gleichung einer Höhe? Eine Höhe steht senkrecht auf einer Dreiecksseite und geht durch den gegenüber liegenden Punkt. Dadurch, dass die Höhe senkrecht auf der Dreiecksseite steht, kann man ihre Steigung berechnen (man berechnet zuerst die Steigung der Dreiecksseite, davon nimmt man den negativen Kehrwert, denn dadurch, dass beide senkrecht aufeinander stehen verwendet man die Theorie von orthogonalen Geraden: die Steigung der einen Gerade ist der negative Kehrwert der anderen). Mit der Steigung der Höhe und dem gegenüber liegenden Punkt bestimmt man nun die Geradengleichung der Höhe (A.02.08 und A.02.09).


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Analysis 1 | Geraden und Parabeln: Winkel und Anstiegswinkel von Geraden berechnen | A.02.15

Es gibt nur zwei Formeln, um Winkel zu berechnen. Die etwas hässlichere Formel finden Sie im nächsten Kapitel. Die einfachere Formel lautet “m=tan(alpha)”. Hierbei ist “m” die Steigung der Geraden und alpha immer der Winkel zwischen dieser Geraden und der x-Achse (oder einer anderen waagerechten Gerade). Diesen Winkel nennt man auch Anstiegswinkel. Will man den Schnittwinkel zwischen ZWEI Geraden berechnen, muss man für jede den Anstiegswinkel berechnen und diese dann zusammenzählen (oder abziehen, wenn beide Geraden steigen oder wenn beide fallen).


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