Mathematik verstehen Grundkompetenztraining 7, Arbeitsheft [Voransicht]

6 Grundkompetenzen für die Rei feprüfung AN-R 1 . 2 Den Zusammenhang Differenzenquotient (mittlere Änderungsrate) – Differentialquotient („momentane Änderungsrate) auf der Grundlage eines intuitiven Grenzwertbegriffes kennen und damit (verbal sowie in formaler Schreibweise) auch kontextbezogen arbeiten. AN-R 1 . 3 Den Differenzen- und Differentialquotienten in verschiedenen Kontexten deuten und entsprechende Sachverhalte durch den Differenzen- bzw. Differentialquotienten beschreiben können. AN-R 2 .1 Einfache Regeln des Differenzierens kennen und anwenden können: Potenzregel, Summenregel, … Grundwissen in Kurzform Geschwindigkeit Bewegt sich ein Körper gemäß der Zeit-Ort-Funktion s: t ¦ s(t), dann setzt man: ƒƒMittlere Geschwindigkeit im Zeitintervall [t​ ​ 1 ​; ​t​ 2]​ = ​ _ v​(t 1 ; t2) = ​ s(​t​ 2)​ – s(​t​ 1​) __ t​ ​ 2​– ​t​ 1​ ​ ƒƒGeschwindigkeit zum Zeitpunkt t = v(t) = ​lim z ¥ t​ ​​ _ v​(t; z) = ​ lim z ¥ t ​ ​ s(z) – s(t) __ z – t ​ Differenzenquotient und Differentialquotient Es sei f: A ¥ ℝ eine reelle Funktion und [a; b] a A. ƒƒDie Zahl ​ f(b) – f(a) __ b – a ​ heißt Differenzenquotient oder mittlere Änderungsrate von f in [a; b]. ƒƒDer Grenzwert f’(x) = ​lim z ¥ x​ ​​ f(z) – f(x) __ z – x ​ heißt Differentialquotient von f an der Stelle x oder Änderungsrate von f an der Stelle x. (Mittlere) Änderungsgeschwindigkeiten sind Spezialfälle von (mittleren) Änderungsraten, wobei x die Zeit ist. Geometrische Deutung des Differenzenquotienten Es sei f: A ¥ R eine reelle Funktion und [a; b] a A. Die lineare Funktion s mit s(a) = f(a) und s(b) = f(b) heißt Sekantenfunktion von f in [a; b]. Der Differenzenquotient (die mittlere Änderungsrate) der Funktion f in [a; b] ist gleich der Steigung der Sekantenfunktion von f in [a; b]. Zwei Auffassungen des Differenzenquotienten Ein Differenzenquotient ​ f(b) – f(a) __ b – a ​kann aufgefasst werden als ƒƒVerhältnis der Änderung der Funktionswerte zur Änderung der Argumente in [a; b], ƒƒmittlere Änderung der Funktionswerte pro Argumenteinheit im Intervall [a; b]. Er ist ein Maß dafür wie „rasch“ eine Funktion in einem Intervall im Mittel wächst oder fällt. b – a f (a) = s (a) f (b) = s (b) f (b) – f (a) = = s (b) – s (a) a b s f B Grundbegriffe der Differentialrechnung Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

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