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Von Sekanten zur Tangente

Eine Sekante schneidet eine Kurve in zwei Punkten. Rückt der zweite Punkt immer näher an den ersten, dreht sich die Sekante, bis sie zur Tangente wird, und deren Steigung ist die Ableitung in diesem Punkt.

Auf dem Bild

  1. Der feste Punkt: die Stelle, an der wir die Steigung der Kurve suchen
  2. Eine weite Sekante: eine Gerade durch zwei entfernte Punkte, die nur eine grobe mittlere Steigung liefert
  3. Eine nahe Sekante: Der zweite Punkt liegt dicht daneben, ihre Steigung ist fast die wahre
  4. Die Tangente: der Grenzwert der Sekanten, ihre Steigung ist die Ableitung im Punkt

Beispiele

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

Quiz: Von Sekanten zur Tangente (Alter 16)

  1. Wie erhält man die Tangente an eine Kurve in einem Punkt aus Sekanten?

    • Sie ist die Sekante durch die zwei am weitesten voneinander entfernten Punkte der Kurve
    • Sie ist der Grenzwert der Sekanten, wenn sich der zweite Punkt dem festen Punkt nähert
    • Sie ist der Durchschnitt aller Sekanten, die durch den festen Punkt gehen
  2. Was sagt dir die Steigung einer Sekante durch zwei weit entfernte Punkte einer Kurve?

    • Die exakte Ableitung im festen Punkt
    • Die Steigung der Tangente im zweiten Punkt
    • Nur eine grobe durchschnittliche Steigung zwischen den beiden Punkten
  3. Was misst f'(a) in f'(a) = lim für h→0 von [f(a+h) − f(a)] / h?

    • Die Steigung der Tangente an die Kurve in a
    • Den Funktionswert im Punkt a
    • Die Steigung der Sekante zwischen a und a+1

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Mathematik, Alter 16