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Die Steigung einer Kurve in einem Punkt

Wähle einen Punkt auf einer Kurve und zeichne eine Gerade durch ihn und einen zweiten Punkt. Rückt der zweite Punkt näher, pendelt sich die Steigung dieser Sekanten auf einen Wert ein: die Ableitung, also die Steigung der Tangente.

Auf dem Bild

  1. Der feste Punkt auf der Kurve, bei x = a
  2. Ein zweiter Punkt auf der Kurve, weit vom ersten entfernt, ergibt eine Sekante
  3. Eine Sekante mit viel näherem zweiten Punkt, schon fast wie die Tangente
  4. Die Höhe des Steigungsdreiecks: die Änderung von y bei kleiner Änderung von x
  5. Die Tangente y = f(a) + f'(a)(x − a), die die Kurve in einem Punkt berührt

Beispiele

  • Der Tacho eines Autos zeigt die Geschwindigkeit in einem Augenblick, berechnet aus immer kürzeren Zeitabschnitten.
  • Die Steilheit einer Skipiste genau dort, wo du stehst, nicht der Durchschnitt der ganzen Abfahrt.

Quiz: Die Steigung einer Kurve in einem Punkt (Alter 16)

  1. Eine Sekante verläuft durch den Kurvenpunkt bei x = a und einen zweiten Punkt bei x = a + h. Welcher Ausdruck gibt ihre Steigung an?

    • (f(a+h) + f(a)) / h
    • (f(a+h) − f(a)) / h
    • (f(a+h) − f(a)) · h
  2. Der zweite Punkt rückt immer näher an den festen Punkt heran. Was geschieht mit den Steigungen der Sekanten?

    • Sie schrumpfen alle auf null
    • Sie werden immer größer, ohne Grenze
    • Sie pendeln sich auf einen Wert ein, die Steigung der Tangente
  3. Welche Gleichung beschreibt die Tangente an die Kurve y = f(x) an der Stelle x = a?

    • y = f(a) + f'(a)x
    • y = f(a) + f'(a)(x − a)
    • y = f'(a) + f(a)(x − a)

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Mathematik, Alter 16