Lösungswege Mathematik Oberstufe 7, Schülerbuch

AN-R 1.3 AN-R 1.3 161 Erweiterung der Differentialrechnung > Weitere Ableitungsregeln Bilde die erste Ableitung von f mit Hilfe der Kettenregel. a) ​f​(x) ​= ​(3 ​x ​2 ​− 4) ​7​ c) ​f​(x) ​= ​(− 2 ​x ​3 ​+ 12 x) ​11​ e) ​f​(x) ​= ​(2 ​x ​4 ​+ 3 ​x​5​) ​5​ b) ​f​(x) ​= ​(3 ​x ​6 ​− 2 ​x ​2​) ​3​ d) ​f​(x) ​= ​(− 2x + 3​x​2​) ​9​ f) ​f​(x) ​= ​(− ​x ​6 ​+ 2 ​x​3​) ​13​ Berechne die erste Ableitung und gib an, welche Regeln verwendet wurden. a) ​f​(x) ​= ​(2 x − 3) ​2 ​· ​(2 + x)​ c) ​f​(x) ​= ​(3 ​x ​2 ​− 1) ​3 ​· ​(3 − 4 x)​ b) ​f​(x) ​= ​(2 ​x ​2 ​+ 1) ​2 ​· ​(2 ​x ​2 ​+ 1) ​2​ d) ​f​(x) ​= ​(− ​x ​3 ​− 1) ​3 ​· ​(​x ​2 ​+ 1)​ Berechne die erste Ableitung von f. a) ​f​(x) ​= ​ x · ​(2 x − 3) ​2​ _ ​(3 x − 7) ​2​ ​ b) ​f​(x) ​= ​ ​(2 x − 1) ​· ​(6 ​x ​2 ​− 2 x) ​2​ ___________ ​(2 x − 3) ​2​ ​ c) ​f​(x) ​= ​ ​(2 x + 3) ​3​ _ ​x ​3​ ​ Das Gesetz von Boyle und Mariotte besagt, dass der Druck p (in bar) abgeschlossener Gase bei gleichbleibender Temperatur indirekt proportional zum Volumen V (in ​dm​3​) ist. Es gilt: ​p​(V) ​= ​k _ V​, k konstant a) Berechne die Differenzenquotienten von p in den Intervallen ​[1; 3] ​und ​[3; 5] ​und interpretiere die Ergebnisse im gegebenen Kontext. b) Berechne die momentane Änderung von p für ​V = 10 ​dm​3 ​und interpretiere das Ergebnis. Die durchschnittliche Geschwindigkeit v eines Fahrzeugs auf einer r Meter langen Strecke in Abhängigkeit von der Zeit t (in Sekunden) kann mittels v​​(t) ​= ​r _ t ​berechnet werden. Berechne die momentane Änderungsrate von v zum Zeitpunkt t​ = 12 s​und interpretiere das Ergebnis. Implizites Differenzieren Oft sind Funktionsgleichungen nicht in der expliziten Form (z.B. y​ = − 2 x + 2)​, sondern in impliziter Form (z.B. 2​ x + y = 2)​ gegeben. Um auch implizite Darstellungen differenzieren zu können, muss die Kettenregel verwendet werden, da y von x abhängig ist. Um z.B. die Ableitung y′ aus der Kreisgleichung ​x​2 ​+ ​y ​2 ​= 9​zu bestimmen, wird jeder Teil für sich differenziert (sowohl die linke Seite als auch die rechte Seite). Es ist zu beachten, dass y für ​y > 0​eine Funktion von x ist und daher die Kettenregel angewendet werden muss. ​2 x + 2 y · y′ = 0 ⇒ y‘ = − ​x _ y ​ Ermittle die Ableitung durch implizites Differenzieren. a) ​x ​2 ​+ ​y ​2 ​= 16​ c) ​− ​x ​2 ​− 3 ​y ​3 ​= 16​ e) ​x − 3 ​y ​2 ​= 16 ​x​2​ b) ​3 ​x ​2 ​− 2 ​y ​2 ​= 12​ d) ​− ​x ​2 ​+ 3 x − 4 ​y ​4 ​= 3​ f) ​y ​2 ​− 23 ​x ​2 ​= 2 x​ Ermittle die Ableitung durch implizites Differenzieren. a) ​2 xy = 5​ c) ​5 ​x ​3 ​y + 2​y​3 ​= 4​ e) ​2y + 3​x​2 ​y = 5​ b) ​− 3 ​x ​2 ​y = 5​ d) ​2 ​x ​2 ​y − 3 ​y ​3 ​= x​ f) ​− 3 ​x ​3 ​​y ​2 ​+ 2 y = 2​ Implizites Differenzieren Geogebra: ImpliziteAbleitung(Funktionsterm, y, x) ImpliziteAbleitung(x2 + y2 – 9, y, x) -x/y Casio: impDiff(Gleichung, x, y) impDiff(x2 + y2 = 9, x, y) -x/y TI-Nspire: impDif(Gleichung, x, y) impDif(x2 + y2 = 9, x, y) -x/y t 601‌ t 602‌ 603‌ M2 604‌ 605‌ 606‌ 607‌ Technologie Ó Technologie Anleitung implizites Differenzieren 244cz8 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

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