Von der Sekante zur Tangente
Lass einen Punkt Q auf P zulaufen: Aus der Sekante wird die Tangente und aus der mittleren Steigung die Ableitung.
Analysis
Ableitung und Integral anschaulich: von der Sekante zur Tangente, von Rechtecksummen zur Fläche und vom Graphen zur Stammfunktion.
Bezug zu den KMK-Bildungsstandards
- L3Strukturen und funktionaler Zusammenhang
- L2Größen und Messen
- K1Mathematisch argumentieren
- K4Mathematische Darstellungen verwenden
Differenzialrechnung
Klasse 10–13
Ableitungsfunktion grafisch
Eine Tangente gleitet am Graphen entlang und zeichnet dabei die Steigung als neuen Graphen: die Ableitungsfunktion.
Newton-Verfahren
Finde eine Nullstelle näherungsweise mit Tangenten. Jeder Schritt bringt dich näher, aber manchmal geht es auch schief.
Monotonie, Extrem- und Wendestellen
Untersuche einen Graphen Schritt für Schritt: Nullstellen, Hoch- und Tiefpunkte, Wendepunkte und wo er steigt oder fällt.
Extremwertprobleme
Welche Schachtel fasst am meisten, welche Dose braucht am wenigsten Blech? An fünf Alltagsproblemen findest du mit der Ableitung das Optimum.
Funktionenscharen und Stammfunktionen
Klasse 11–13
Funktionenscharen
Ein Parameter, unendlich viele Graphen. Wohin wandern die Hochpunkte, wenn k wächst? Auf einer eigenen Kurve, der Ortskurve.
Vom Graphen zur Stammfunktion
Die Höhe eines Graphen wird zur Steigung eines neuen: Wer Kontostände kennt, versteht die Stammfunktion schneller als gedacht.
Integralrechnung
Klasse 11–13 · Uni
Integral als Flächenbilanz (Rechtecksummen)
Fülle die Fläche unter einem Graphen mit Rechtecken. Je mehr Rechtecke, desto genauer wird der Wert des Integrals.
Integralfunktion und Hauptsatz
Die Fläche unter einem Graphen wächst mit. Ihre Änderungsrate ist genau die Funktion selbst: Das ist der Hauptsatz.
Integral als Gesamtänderung: von der Geschwindigkeit zum Weg
Aus der Geschwindigkeit eines Autos wird der zurückgelegte Weg: Die Fläche unter der Kurve zeigt die Gesamtänderung.
Rotationskörper
Die Fläche unter einem Graphen dreht sich um die x-Achse und wird zu einem Körper. Sein Volumen wird mit Scheiben berechnet.
Weiterführend (Hochschule)
Klasse 12–13 · Uni
Taylorpolynome
Summand für Summand schmiegt sich ein Polynom an eine Funktion wie sin x an. Ziemlich genau so rechnet ein Taschenrechner.
Fourier-Reihen
Rechteck, Sägezahn und andere Formen entstehen aus vielen Sinusschwingungen. Auf Wunsch kannst du sie auch anhören.