Kurvendiskussion
→ Sekandensteigung → Symmetrie
→ Tangentensteigung → Polstellen → Normalensteigung → Asymptote
→ Funktionsgraphen → Gauß-Verfahren
→ Nullstellen → glatter Übergang
→ Extrema → Stetigkeit
→ Wendepunkt → Grenzverhalten
→ Monotonieverhalten
Sekandensteigung Synonyme
- (durchschnittliche) Änderungsrate
- mittlere Änderungsrate
- durchschnittliche Steigung
Sekandensteigung Ziel
Gibt die durchschnittliche Steigung zwischen
zwei Punkten auf einer Funktion an.
Sekandensteigung Berechnung
- Steigungsdreieck
Tangentensteigung: Synonyme
- momentane Änderungsrate
- momentane Höhenzunahme/-abnahme
Tangentensteigung Synonyme
- momentane Höhenzunahme/
-abnahme
Tangentensteigung Ziel
- Gibt die genaue Steigung eines spezifischen
Punktes auf einer Funktion an
Tangentensteigung Berechnung
- schriflich:
► mt = f`(x)
► Tangentengleichung: f(x1) = mx1 + n
- CAS: ► Grafik & Tabelle
► Funktion eingeben und zeichnen
► Skizze
► Tangente
► x-Wert eingeben
Def Normalensteigung
- Senkrechte zur Tangente
Normalensteigung Berechnung
- schriflich
► Anstieg der Tangente mt um Punkt P ermitteln: f`(x1)
► Anstieg der Normale mn im Punkt P ermitteln: -
► f(x) = xmn + n
► Normale
Nullstellen Synonyme
- Nullpunkte
- x-Achsenabschnitt
Nullstellen Ziel
- Ermittlung, wann ein Funktionsgraph die x-Achse berührt bzw. durchquert
- für Ermittlung des Extrema und Wendepunkte wichtig
Nullstellen Berechnung
- schriftlich
►bei lineare Funktionen: > einfach x ausrechnen (Ausklammern)
►bei quadratische Funktionen > pq-Formel
- CAS: ►Grafik & Tabelle
►Funktion eingeben
►Funktion zeichnen lassen
►Analyse
►Grafische Lösungen
►Nullstelle
Extrema Synonyme
- Extrempunkte
- Extremen
- Hochpunkt/ Tiefpunkt
- Sattelpunkt
- (lokales Maximum/ Minimum
- höchster/größter o. tiefster/niedrigster Punkt
Extrema Ziel
- Einen (oder mehreren Hochpunkt/ Tiefpunkt oder Sattelpunkt in einem Funktionsgraphen zu ermitteln
Extrema Berechnung
- schriftlich:
> f`(x) = 0
> f``(x) < 0 ► Maximum
> f``(x) = 0 und f```(x) ≠ 0 ► Sattelpunkt
> f``(x) > 0 ► Minimum
- CAS: > Grafik & Tabelle
> Funktion eingeben und zeichnen lassen
> Analyse
> Grafische Lösung
> Maximum/ Maximum
Wendepunkt Synonyme
- Wendestelle
Wendepunkt Ziel
- Einen Funktionsgraphen auf Wendestellen überprüfen
Wendepunkt Berechnung
> f``(x) = 0
> f```(x) < 0 ► Links-Rechts-Wendestelle
> f```(x) > 0 ► Rechts-Links-Wendestelle
> Wendepunkt
Monotonieverhalten
- f`(x) > 0 f ist monoton steigend
- f`(x) < 0 f ist monoton fallend
- f`(x) > 0 f ist streng monoton steigend
- f`(x) < 0 f ist streng monoton fallend
Funktionsgraphen Synonyme
- Graphen
Funktionsgraphen Ziel
- Bestimmte Funktionen haben eine speziellen Funktionsgraphen, den man erkennen und beschreiben soll.
Funktionsgraphen Arten
- linearer Funktionsgraph
- quadratischer Funktionsgraph
- kubischer Funktionsgraph
- quadratische Wurzelfunktion
- asymptotischer Funktionsgraph
- Logarithmusfunktion
- Exponentialfunktion
linearer Funktionsgraph
► f(x) = ax1 + n
quadratischer Funktionsgraph
► f(x) = axk + n
► k = eine gerade Zahl
kubischer Funktionsgraph
► k = eine ungerade Zah
quadratische Wurzelfunktion
► f(x) = n√ax
► n = eine gerade Zahl
asymptotischer Funktionsgraph
► f(x) = 1 / axk
► k = eine ungerade Zahl
Logarithmusfunktion
► f(x) = logb (ax)
Exponentialfunktion
► f(x) = a*bx
► f(x) = ex
Symmetrie Synonyme
- Spiegelung an der Achse
- Spiegelung am Punkt
- Punktsymmetrie
- Achsensymmetrie
Symmetrie Ziel
- Symmetrische Ähnlichkeiten eines Funktionsgraphen f finden
Symmetrie Berechnung
- achsensymmetrisch zur y-Achse
► f(-x) = f(x)
► alle ganzrationalen Funktionen f, die nur gerade Exponenten bei x haben
- punktsymmetrisch zum Ursprung
► f(-x) = - f(x)
► alle ganzrationalen Funktionen f, die ungerade Exponenten bei x haben
- keine Symmetrie
► alle ganzrationalen Funktionen f, die gerade und ungerade Exponenten bei x haben
► alle Funktionen, die weder punkt- noch achsensymmetrisch sind
Def Polstelle
- Definitionslücken
Polstelle Berechnung
- Definitionsbereich finden
Def Asymptote
- ist eine Kurve, an welche sich die Funktion f annähert, aber nie erreicht.
- lineare Asymptoten = Grenzgeraden
Asymptote Berechnung
- senkrechte Asymptote = Parallel zur y-Achse
(Gerade durch die Polstelle der Funktion)
- waagerechte Asymptote = Parallel zur x-Achse
[Gleichung y=g (g=Grenzwert)]
glatter Übergang Synonyme
- Trassierung
glatter Übergang Ziel
- Eine Funktion für eien Bereich von x ermitteln, mit dem man 2 verschiedene Funktionen so verbinden kann, dass es knickfrei und krümmungsrückfrei ist.
Berechnung glatter Übergang
- Die Gleichung soll an beiden Übergängen die gleichen Tangentenanstieg und den gleichen Punkt (sprungfrei) haben
- Aufstellung der Bedingungen *
- Übergangspunkt ist jeweil als Punkt des Graphens und als Extrempunkt
- schriftlich: ► Bedingungen aufstellen
► Mit den Gleichsetzungsverfahren oder Einsetzungsverfahren oder Additionsverfahren lösen
- CAS: ► Main Menü
► Funktion (1,2,3,… Grades) definieren
-► Keyboard
-► Math3
-► Define
-► Funktioin eingeben
► Bedingungen eingeben
-► Math1
-► Bedingunge eingeben
Gleichsetzungsverfahren
1.) Gleichung gleichsetzten und nach allen Variable auflösen
2.) Variable von „hinten“ nach „vorne“ berechnen
Einsetzungsverfahren
1.) eine Gleichung auswählen und nach einer Variablen
umformen
2.) Wert der Variable in die andere Gleichung einsetzen
3.) die noch enthaltende Variable berechnen
4.) ausgerechnete Variable (Schritt 3) ind die Gleichung
(Schritt 1) einsetzen und berechnen die andere Variable
Additionsverfahren
1.) eine Variable entfernen, durch das Multiplizieren der
Gleichungen, sodass sich eine Variable gegenseitig
aufhebt
2.) Beide Gleichungen zusammen addieren –> neue
Gleichung, enthält nur nocheine Variable. Gleichung
lösen
3.) Variable in eine Gleichung einsetzten und ausrechnen.
Andere Variable als Lösung
Bedingung: f(xp) = yp
Formulierung der Aufgabe: Graph der Funktion f verläuft durch Punkt P (xp|yp)
Bedingungen: Funktionsgleichung enthält nur gerade Exponenten
Formulierung der Aufgabe: Graph der Funktion verläuft achsensymmetrisch zur y-Achse
Bedingung: → Funktionsgleichung enthält nur
ungerade Exponenten
→ kein Absolutglied vorhanden
Formulierung der Aufgabe: Graph der Funktion verläuft punktsymmetrisch zum Ursprung
Bedingung: f(x0) = 0
Formulierung der Aufgabe: Graph der Funktion f schneidet die x-Achse bei x0
Bedingung: → f(x0) = 0
→ f´(x0= 0
Formulierung der Aufgabe: Graph der Funktion f berührt die x-fAchse bei x0
Bedingung: f´(xE) = 0
Formulierung der Aufgabe: Graph der Funktion f besitzt bei xE einen Extrempunkt
Bedingung: f``(xw) = 0
Formulierung der Aufgabe: Graph der Funktion f besitzt bei xw einen Wendepunkt
Bedingungen: → f (xt) = yt
→ f´(xt) = 0
→ f´´(xt) = 0
Formulierung der Aufgabe: Graph der Funktion f besitzt einen Terrassenpunkt/ Sattelpunkt T (xt| yt)
Bedingungen: f´(x0) = m
Formulierung der Aufgabe: Graph der Funktion f besitzt bei x0 den Anstieg m
oder
Tangente an den Graphen der Funktion f an der Stelle x0 besitzt den Anstieg m
Funktion f verläuft bei x0 parallel zur Geraden g y = mx + n
Bedingungen: f´(x0) = - 1/ m
Formulierung der Aufgabe: Funktion f verläuft bei x0 parallel zur Geraden g x –> mx +n
Bedingungen: → f(x0) = y0
→ f(x0) = h(x0)
→ f´(x0) = h´(x0)
Formulierung der Aufgabe: Graph der Funktion f berührt in
P (x0| y0) den Graphen der Funktion h
Bedingungen: → p´(0) = 0
→ p´(1) = m
→ p´´(x) = m
Formulierung der Aufgabe: Der Graph der 1. Ableitung einer quadratischen Funktion p ist eine Gerade mit dem Anstieg m, die durch den Koordinatenursprung geht
Bedingungen: p´´(x) = mg
Formulierung der Aufgabe: Der Graph der 1. Ableitung einer Parabel p ist eine Gerade mit dem Anstieg mg
Bedingungen: → f(xw) = yw
→ f´´(xw) = 0
Formulierung der Aufgabe: Graph der Funktion f ändert seine Krümmung im Punkt W (xw| yw)
Bedingungen: f´(xE) = 0
Formulierung der Aufgabe: Graph der Funktion h ändert an der Stelle xE sein Monotonieverhalten
Def Stetigkeit
Eine Funktion ist stetig an einer Stelle, wenn der Grenzwert an dieser Stelle existiert und mit dem Funktionswert an dieser Stelle übereinstimmt.
Grenzverhalten Synonyme
- Verhalten im Unendlichen
- Verhalten bei 0
Grenzverhalten Ziel
- Es wird geschaut, wie sich einige (besondere) funktionen im positiven und negativen Unendelich verhalten und/oder bei 0.
Grenzverhalten Berechnung
- Verhalten im Unendlichen:
► schriflich: a. Wo steht das x (Exponenten, Nenner, Basis,…
b. Was passiert, wenn x immer größer/kleiner wird.
c. Sind mehrere x sa, dann nur das x, welches am stärksten wächst
d. Die höhste Potenz ausklammern
► CAS: a. Main Menü
b. Keyboard, Math2
c. Limes eingeben
- Verhalten gegen 0 bzw. eine bestimmte Zahl
► schriflich: a. Für jedes x die Zahl oder 0 eingeben, kann gleich der Grenzwert sein
b. Wenn Nenner 0 ist, geht es gegen Unendlich
Gauß-Verfahren Synonyme
- Lineare Gleichungssysteme lösen
- LGS
- Gauß-Algorithmus
Gauß-Verfahren Ziel
Mehrere Gleichungen mit mehreren
Gauß-Verfahren Berechnung
- schriftlich: ► man braucht genauso viele Gleichungen wie genauso viele unbestimmte Varianten
► Gleichungen eingeben
Potenzgesetze Synonyme
- Potenzregeln
- Wurzelgesetze
- Wurzelregeln
Potenzgesetze Ziel
- Wurzeln und/oder Potenzen umformen und vereinfachen
Potenzgesetze Potenzregeln
- an * am = an+m
- (an)m = an*m
- an / am = an-m
- a1/n = n√a
- an * bn = (a*b)n
- a-n = 1/an
- an / bn = (a / b)n
- a1/2 = 2√a = √a
- a1 = a - a0 = 1
- 1 / a = a-1
Differenzialrechnung Synonyme
- Steigungsfunktion
- Ableitungsfunktion
Differenzialrechnung Ziel
- Steigung einer Funktion mittels einer Ableitungsfunktion an jeder Stelle ermitteln zu können.
Differenzialrechnung Ableitungsregeln
- Potenzregel
- Faktorregel
- Summenregel
- Produktregel
- Konstanten fallen weg
Ableitungsregeln Potenzregel
f(x) = xr ► f´(x) = r*xr-1
Ableitungsregeln Faktorregel
f(x) = s*xr ► f`(x) = s*r*xr-1
Ableitungsregeln Summenregel
f(x) = xr + xs ► f`(x) = r*xr-1 + s*xs-1
Ableitungsregeln Produktregel
f(x) = u(v(x)) ► f`(x) = u`(v(x)) * v`(x)
u(x) = äußere Funktion
v(x) = innere Funktion
Ableitungsregeln Konstanten fallen weg
f(x) = xr + c ► f`(x) = r*xr-1
f(x) a = const.
f`(x) = 0
f``(x) = 0
f(x) = √x
f`(x) = 1
2√x
f``(x) = - 1
4x √x
f(x)= ax
f`(x) = axIn a
f``(x) = ax (In a)2
f(x) = ex
f`(x) = ex
f``(x) = ex
f(x) = sin x
f`(x) = cos x
f``(x) = - sin x
f(x) = cos x
f`(x) = - sin x
f``(x) = - cos x
tan xf(x) =
cos2x =
f``(x) = 2tan x (1 + tan2x)
f(x) = logax
x * In a
x2 * In a
f(x) = In x
x
f``(x) = -1
x2
Differenzialrechnung Berechnung
- schriftlich: ► nach den Ableitungsregeln und den Sonderregeln
►Aktion
► diff f(x)= f`(x)
► diff diff f(x) f``(x)…
e-Funktionen Synonym
- Exponentialfunktionen
- e – Funktionen
- Exponentielles Wachstum
e-Funktionen Ziel
- Eine exponentielle Funktion ist eine Funktion mit mind. einem x als Exponent.
e-Funktionen Berechnung
- meist alle Variablen (also a und b) im Text geben
- a meist der Anfangswert
- b meist Wachstumsfaktor (verdoppelt, verdreifacht)
- x meist die Zeit
- f(x) meist der Endwert
- f(x) = a*bx ► f(x) = a*ek*x k = In(b)
e-Funktionen Eigenschaften
- keine Nullstellen
- keine Extrempunkte
- keine Wendepunkte
Trigonometrische Funktionen Synonyme
→ Sinusfunktion
→ Kosinusfunktion
→ Winkelfunktionen
Trigonometrische Funktionen rechtwinckliges Dreieck
Trigonometrische Funktionen Graphen
Sinus: f(x) = sin x
Kosinus: f(x) = cos x
Trigonometrische Funktionen Beziehungen zwischen Sinus, Kosinus und Tangen
→ trigonomischer Pythagoras:
→ Sinussatz:
→ Kosinussatz:
Trigonometrische Funktionen allgemeiner Aufbau
→ f(x) = a*sin (bx+c) + d ► a = Amplitude, also die Höhe der Sinusfunktion
► b = Änderung der Periodenlänge (bei 1 beträgt die Periodenlänge 360° bzw. 2)
► c = Verschiebung nach links oder rechts
► d = Verschiebung nach oben oder unten
Prozentrechnung Berechnung
→ Dreisatz:
Extremwertaufgaben Synonyme
→ Nebenbedingungen
Extremwertaufgaben Berechnung
→ Skizze zeichnen
→ Zielfunktion aufstellen (Hauptbedingung)
► Zielfunktion beschreibt immer diejenige Größe, die möglichst groß oder möglichst klein werden soll
► Formel aufstellen die wir für die Lösung brauchen (meistens mit zwei unbekannten Parameter)
→ Hilfsfunktion aufstellen (Nebenbedingung)
► Hilfsfunktion wird benötigt, um eine der Unbekannten aus der Zielfunktion zu ersetzen
► Hilfsformel mit den zwei Parameter + gegebenen Zahlen aufstellen
► nach ein Parameter von der Zielfunktion umstellen, und in die Zielfunktion einstellen -► Zielfunktion hat nur ein Parameter
→ Extremstelle der Zielfunktion berechnen
→ Antwortsatz formulieren
Def Integralrechnung
> Ist für die Flächenberechnung unter einer Funktion
> Ist die Rückrechnung zur Ableitung
> Stammfunktion
Integralrechnung Synonyme
- Aufleitung
- Integration
Stammfunktion
F(x)
unbestimmte Integral
- Menge aller Stammfunktionen F(x) + C
- ∫ f(x) dx = F(x) + C
Integral zwischen 2 Funktionen
A= │S1∫S2 (f(x) – g(x)) dx
Bestimmtes Integral Regeln
► normale Berechnung:
► Faktorenregel:
► Summenregel:
► Übereinstimmung der Integrationsgrenzen:
► Vertauschung der Integrationsgrenzen:
► Intervalladditiveität:
Bestimmtes Integral ► normale Berechnung
a∫b f(x) dx = │ [Fb(x) – Fa(x)]ab │
Bestimmtes Integral ► Faktorenregel:
a∫b c*f(x) dx = c* a∫b f(x) dx
Bestimmtes Integral ► Summenregel
a∫b (f(x) + g(x)) dx = a∫b f(x) dx + a∫b g(x) dx
Bestimmtes Integral ► Übereinstimmung der Integrationsgrenzen:
a∫a f(x) dx = 0
Bestimmtes Integral ► Vertauschung der Integrationsgrenzen:
a∫b f(x) dx = - b∫a f(x) dx
Bestimmtes Integral ► Intervalladditiveität:
a∫b f(x) dx = a∫c f(x) dx + c∫b f(x) dx
Bestimmtes Integral Berechnung mir dem CAS:
- Main Menü
- Keyboard
- Math2
f(x) = ∫0 dx
F(x) = C
f(x) = ∫1/x dx oder ∫x-1
F(x) = In(x) + C (x ≠ 0)
f(x) = ∫ax dx
F(x) =
f(x) = ∫√x dx
F(x) = 2/3 √x3 + C
f(x) = ∫cos2 x dx
F(x) = ½ (x + sin x cos x) + C
f(x) = ∫In x dx
F(x) = X* In (x) – x + C
f(x) = ∫sin x dx
F(x) = - cos x + C
f(x) = ∫ex dx
F(x) = ex + C
f(x) = ∫ (1/x*In a) dx
F(x) = loga x + C
f(x) = ∫(dx/√x2+ a2)
F(x) = (x + In √x2 + a2) + C
f(x) = ∫(dx/a2 + x2)
F(x) = (1/a) arctan (x/a) + C (a ≠ 0)
f(x) = ∫xn dx
F(x) = (1/ n + 1) xn + 1 + C
f(x) = ∫cos x dx
F(x) = sin x + C
f(x) = ∫sin2 x dx
F(x) = ½ (x – sin x cos x) + C
f(x) = ∫tan x dx
F(x) = - In cos x + C
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