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Analysis 1 | Geraden und Parabeln: Kubische Funktion, Tangenten kubischer Parabeln berechnen | A.05.05

Eine Tangente ist eine Gerade, die eine Funktion in einem bestimmten Punkt berührt. Die Steigung der Tangente erhält man, in dem man den x-Wert des Berührpunktes in die Ableitung der Funktion einsetzt. Den y-Wert des Berührpunktes erhält man, in dem man x in die Ausgangsfunktion f(x) einsetzt. Setzt man x, y und m in die Geradengleichung y=m*x+b ein, erhält man b und damit die Geradengleichung.


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Analysis 1 | Geraden und Parabeln: Beschränktes Wachstum berechnen | A.07.03

Begrenztes Wachstum (=beschränktes Wachstum) wächst am Anfang relativ schnell und nähert sich allmählich und immer langsamer einer Grenze (=Schranke), welche mit G oder S bezeichnet wird. Typische Beispiele für begrenztes Wachstum sind Erwärmungs- oder Abkühlungsvorgänge, Mischungsverhältnisse (z.B. irgendein Zeug löst sich in Wasser etc.. auf). Allgemein gilt für begrenztes Wachstum, dass immer ein konstanter Wert zum Bestand dazukommt und ein bestimmter Prozentwert weg geht. Die Funktionsgleichung vom begrenztes Wachstum lautet: f(t)=G+a*e^(-k*t). In einiges Aufgaben fällt das Wort “Sättigungsmanko”. Die Berechnung von begrenztem Wachstum erfolgt über eine Tabelle und Schritt für Schritt, d.h. aus einem Bestand berechnen wir den Bestand vom nächsten Tag/Jahr/Minute/..., daraus dann den übernächsten Bestand usw. Wir verwenden hierbei die Formel dB(t)=k*(G-B(t)), wobei B(t) der aktuelle Bestand ist, G die Grenze, k irgendein Wachstumsfaktor, dB(t) die Zunahme im aktuellen Zeitintervall. (In der Oberstufe/Studium erfolgt dann eine geschicktere Berechnung über e-Funktionen [Kap.A.30.05]) .


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Analysis 1 | Geraden und Parabeln: Kubische Funktion, Hochpunkte und Tiefpunkte kubischer Parabeln berechnen, Beispiel 3 | A.05.03

Die Ableitung von (kubischen) Funktionen braucht man hauptsächlich um Extrempunkte und Tangenten zu berechnen. Setzt man die Ableitung Null und löst nach “x” auf, erhält man die x-Werte Hoch- und Tiefpunkte. Setzt man die x-Werte in die zweite Ableitung ein, erfährt man, ob es sich um einen Hoch- oder um einen Tiefpunkt handelt. (Ist das Ergebnis von f''(x) negativ, so handelt es sich um einen Hochpunkt. Ist f''(x) positiv, handelt es sich um einen Tiefpunkt.) Setzt man den x-Wert in die Ausgangsfunktion f(x) ein, erhält man den y-Wert des Extrempunkts


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Analysis 1 | Geraden und Parabeln: Entfernung berechnen, Beispiel 7 | A.01.04

Entfernungen von zwei Punkten bestimmt man entweder über die Entfernungsformel berechnen: Abstand = Wurzel aus ((x2-x1)^2+(y2-y1 )^2) oder man zeichnet ein Steigungsdreieck ein und kann dann über Pythagoras die gewünschte Streckenlänge berechnen. Liegen die beiden Punkte nebeneinander oder übereinander, kann man Entfernung der beiden Punkte auch auslesen.


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Analysis 1 | Geraden und Parabeln: Mittelpunkt berechnen, Beispiel 3 | A.01.01

Den Mittelpunkt von zwei gegebenen Punkten berechnet man im Koordinatensystem sehr einfach. Man bestimmt die Mitte der x-Werte und die Mitte der y-Werte. (Man bestimmt z.B. die Mitte von zwei x-Werten, indem man die beiden x-Werte zusammenzählt und das Ergebnis durch 2 teilt).


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Analysis 1 | Geraden und Parabeln: Entfernung berechnen, Beispiel 2 | A.01.04

Entfernungen von zwei Punkten bestimmt man entweder über die Entfernungsformel berechnen: Abstand = Wurzel aus ((x2-x1)^2+(y2-y1 )^2) oder man zeichnet ein Steigungsdreieck ein und kann dann über Pythagoras die gewünschte Streckenlänge berechnen. Liegen die beiden Punkte nebeneinander oder übereinander, kann man Entfernung der beiden Punkte auch auslesen.


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Punkt an Gerade spiegeln; Symmetrieachse, Beispiel 1 | A.01.06

Wir spiegeln hier nur an senkrechten oder waagerechten Achsen, da Spiegeln an schräg liegenden Geraden wesentlich komplizierter ist. Am einfachsten spiegelt man, indem man alles einzeichnet und sich dann überlegt, wo der gespiegelte Punkt nun “Hin wandert”. Falls Sie Formeln haben wollen: Spiegelt man einen Punkt P(a|b) an einer senkrechten Gerade mit der Gleichung x=u, so hat der Spiegelpunkt (=Ergebnispunkt) die Koordinaten: P'(2*u-a|b). Spiegelt man einen Punkt P(a|b) an einer waagerechten Gerade mit der Gleichung y=v, so hat der Spiegelpunkt (=Ergebnispunkt) die Koordinaten: P'(a|2*v-b). Spiegelt man an schräg liegenden Geraden (das sind dann Symmetrieachsen), so macht man das am besten nur grafisch mit dem Geo-Dreieck.


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Geraden einzeichnen | A.02.01

Das Einzeichnen einer Gerade ist sehr einfach. Man muss nur wissen, welche Zahl der Gerade welche Bedeutung hat. Nehmen wir an, die Gerade hat die Form: y=m*x+b. Man beginnt mit “b”, das ist der y-Achsen Abschnitt (der Schnittpunkt mit der y-Achse). “m” ist die Steigung. Man beginnt also beim Schnittpunkt mit der y-Achse (den man eben eingezeichnet hat), geht immer eins nach rechts und dann so viel hoch, wie der Wert der Steigung ist. (bei negativer Steigung geht man dementsprechend runter). Beides verbinden und die Gerade zeichnen.


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Punktprobe: so führt man sie richtig durch, Beispiel 5 | A.02.03

Wie prüft man, ob ein Punkt auf einer Gerade liegt? Sehr einfach: man macht eine Punktprobe, man setzt die also Koordinaten des Punktes in die Gerade ein. Also den x-Wert des Punktes setzt man für x ein, den y-Wert des Punktes setzt man in die Geradengleichung für y ein. Erhält man zum Schluss eine wahre Aussage (so was wie 0=0 oder 5=5 oder …) so liegt der Punkt auf der Gerade. anderenfalls liegt der Punkt nicht auf der Gerade.


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Konstante: Geradengleichung, waagerechte und senkrechte Gerade bestimmen, Beispiel 1 | A.02.05

Vertikale und horizontale Geraden sind Sonderfälle von Geraden, sie haben nämlich NICHT die Geradengleichung der Form: y=m*x+b. Waagerechte Geraden (Horizontale) haben die Gleichung y=Zahl und senkrechte Geraden (Vertikale) haben die Gleichung x=Zahl. (Beide Formen nennt man auch “Konstante” oder “Konstantengleichung”). Das zu wissen ist unglaublich phantastisch und rettet im erheblichen Maße den Weltfrieden.


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