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Sekanten nähern sich der Tangente

Man zeichnet eine Gerade durch einen festen Punkt einer Kurve und einen zweiten Kurvenpunkt und schiebt diesen zweiten Punkt immer näher an den ersten heran. Die Geraden nähern sich einer einzigen Geraden, der Tangente, und deren Steigung ist die Ableitung an dieser Stelle.

Auf dem Bild

  1. Der feste Punkt (a, f(a)): hier wird die Ableitung bestimmt
  2. Eine Sekante durch einen zweiten Punkt: ihre Steigung ist die mittlere Änderungsrate
  3. Die Tangente: der Grenzwert der Sekanten, wenn der zweite Punkt näher rückt
  4. Steigungsdreieck an der Tangente: diese Steigung ist f′(a)

Beispiele

  • Der Tacho eines Autos zeigt die Geschwindigkeit in einem Augenblick, also den Grenzwert der Durchschnittsgeschwindigkeiten über immer kürzere Zeitspannen.
  • Auf einem Wanderweg ist die Steilheit direkt unter deinen Füßen die Steigung der Tangente an das Höhenprofil an dieser Stelle.

Quiz: Sekanten nähern sich der Tangente (Alter 16)

  1. Welcher Ausdruck definiert die Ableitung f′(a)?

    • Der Grenzwert von [f(a+h) − f(a)] / h für h gegen 0
    • Der Grenzwert von f(a+h) − f(a) für h gegen 0
    • Der Wert von [f(a+h) − f(a)] / h für h = 1
  2. Was gibt die Steigung einer Sekante durch zwei Punkte einer Kurve an?

    • Die mittlere Änderungsrate zwischen den beiden Punkten
    • Den Funktionswert im zweiten Punkt
    • Die Ableitung im festen Punkt
  3. Welche Gleichung beschreibt die Tangente an y = f(x) im Punkt (a, f(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