Arbeitsblatt Mittlere Änderungsrate – Henriks Mathewerkstatt - Mittlere ÄNderungsrate
Für diesen Abschnitt haben Sie 60 Minuten Zeit. In diesem Abschnitt soll die erste Einstiegsaufgabe, die Sie im Unterricht bearbeitet haben, vertieft werden. Sie üben, mittlere Änderungsraten zu bestimmen und damit momentane Änderungsraten anzunähern. Blumenvase In der Einstiegsaufgabe haben Sie in Gefäßen gleichmäßig Wasser eingelassen und die Höhe des Wasserstandes gemessen. Betrachten wir nun die abgebildete Vase, in die ebenfalls gleichmäßig Wasser eingelassen wird. Die Tabelle stellt dar, wie sich die Wasserhöhe (hier gemessen vom Tischboden) in der Vase beim Einfüllvorgang im Zeitverlauf verändert. Im Gegensatz zum Vorgehen zur Einstiegsaufgabe wurde nun alle drei Sekunden die Höhe des Wasserstandes gemessen. Zeit (Sekunden) Höhe (cm) 0 0, 51 3 1, 33 6 2, 74 9 4, 91 12 8, 00 15 12, 17 18 17, 58 Mittlere Änderungsrate Die mittlere Änderungsrate gibt an, wie viel Zentimeter pro Sekunde die Wasserhöhe in einem Zeitabschnitt im Schnitt zunimmt. Bsp. In den drei Sekunden zwischen Sekunde 6 und 9 steigt das Wasser um 4, 91 cm - 2, 74 cm = 2, 17 cm.
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(Momentane Änderungsrate) (! Mittlere Änderungsrate) "Unsere Sonnenblumen im Garten sind im letzten Monat durchschnittlich 1cm am Tag gewachsen. " (! Momentane Änderungsrate) (Mittlere Änderungsrate) "Bei unserer Hinfahrt zum Urlaub waren wir im Schnitt nur mit 80 km/h unterwegs, da die Autobahn so überfüllt war. " "Der ICE hat eine Höchstgeschwindigkeit von 330 km/h. " Wenn Ihre Lösungsrate mindestens 75% beträgt, gehen Sie zu den weiteren Aufgaben. Wenn Sie weniger als 75% richtig haben, überprüfen Sie genau Ihre Fehler und versuchen Sie zu verstehen, was Sie falsch gemacht haben.
Formel
Mittlere und momentane Änderungsrate Definition Der Unterschied zwischen mittlerer und momentaner Änderungsrate anhand eines Beispiels: Beispiel Die Funktion sei f(x) = x 2. Dabei kann man sich ein kleines ferngesteuertes Auto vorstellen, dass in x Sekunden f(x) Meter (vom Startpunkt aus betrachtet) zurücklegt, also nach 1 Sekunde 1 2 = 1 Meter, nach 2 Sekunden 2 2 = 4 Meter, nach 3 Sekunden 3 2 = 9 Meter usw. (das Auto wird immer schneller). Nun soll die mittlere Geschwindigkeit (allgemein: die mittlere Änderungsrate) im Intervall [2, 5], also 2 bis 5 Sekunden berechnet werden. Dazu werden die Funktionswerte für 2 und 5 in Meter berechnet: f(2) = 2 2 = 4. f(5) = 5 2 = 25. Die mittlere Geschwindigkeit in dem Intervall ist dann: $$\frac{25 m - 4 m}{5 s - 2 s} = \frac{21 m}{3 s} = 7 \frac{m}{s}$$ Diese mittlere Geschwindigkeit / Änderungsrate gibt an, um wieviele Meter sich das Auto pro Sekunde im Durchschnitt in dem Intervall bewegt: um 7 m/s. Von den 4 Meter ausgehend bei 2 Sekunden kommen pro Sekunde 7 Meter dazu und bei 3 Sekunden bis 5 sind das 21 Meter und das Auto ist bei 25 Meter angelangt.
Mittlere und momentane (lokale) Änderungsrate | Mathematik - Welt der BWL
Exponenten werden mit ^ eingegeben. Bei Klick in das Eingabefeld wird rechts im Feld ein α sichtbar. Wird dieses mit der linken Maustaste angeklickt, erscheint ein Auswahlfeld mit mehreren mathematischen Symbolen. Eine Beschränkung des Definitionsbereiches erreichen Sie durch die Eingabe IF['Bedingung', 'Term A', 'Term B']. Die Eingabe liest sich wie folgt: WENN 'Bedingung' DANN 'Term A', SONST 'Term B'. Falls für 'Term A' oder 'Term B' keine Einsetzung erfolgt, ist die Funktion auf diesem Bereich auch nicht definiert. Mit Rechts-Klick auf das Arbeitsblatt erscheint ein Menü, mit dem Sie die Parameter der Graphik verändern können. Hier können Sie über die Auswahl zu 'xAxis:yAxis:' die Achsenverhältnisse verändern. Bei sehr kleinen Maßstäben empfiehlt es sich, das Koordinatengitter auszuschalten (Option 'Grid'). Beachten Sie: Ein Reload im Arbeitsblatt oder über den Browser setzt alle Änderungen zurück. Ist die Checkbox 'X einblenden' aktiviert, wird ein Punkt X im Intervall [a, b] auf dem Graphen f sichtbar.
Aufgaben
Momentane Änderungsrate Du willst dir die momentane Änderungsrate genauer anschauen? In unserem Beitrag und Video dazu findest du noch einige Rechenbeispiele mit ausführlicher Erklärung. Zum Video: Momentane Änderungsrate
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Stetigkeit und Differenzierbarkeit beschreiben unterschiedliche Eigenschaften reeller Funktionen. Jedoch kann man sagen: Wenn eine Funktion an einer Stelle ihrer Definitionsmenge differenzierbar ist, dann ist sie dort auch stetig. Aber nicht jede an einer Stelle ihrer Definitionsmenge stetige Funktion ist dort auch differenzierbar. Beispielsweise ist die Funktion f(x) = |x| an der Stelle x = 0 zwar stetig, aber nicht differenzierbar. Differenzenquotient ≠ Differenzialquotient Du hast sicher schon einmal vom Differenzialquotienten gehört. Dieser klingt sehr ähnlich, wie der Differenzenquotient, ist aber nicht das Gleiche. Der Differenzenquotient hängt mit der mittleren Änderungsrate zusammen, während der Differenzialquotient mit der lokalen bzw. momentanen Änderungsrate zusammenhängt. Hier fassen wir dir das wichtigste zu diesem Thema zusammen: Wenn der Punkt Q immer näher an den Punkt P heran rückt, bis er ihn grenzwertig erreicht, ergibt sich die momentane Änderungsrate. Für die Tangentensteigung und damit die momentane Änderungsrate erhält man: Dieser Grenzwert heißt Differenzialquotient und entspricht der itung an der Stelle.
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Wie groß ist die mittlere Geschwindigkeit in den ersten drei Sekunden? Bestimmen Sie die mittlere Geschwindigkeit in der Zehntelsekunde, die auf die ersten drei Sekunden folgt. Vergleichen Sie mit dem Ergebnis aus der vorherigen Fragestellung. [2] Ein Fahrzeug wird abgebremst. Für den in der Zeit t zurückgelegten Weg s(t) gilt s(t) = 20t - t 2, für 0 ≤ t ≥ 10 (s in Meter, t in Sekunden). Stellen Sie den Funktionsgraphen auf einem geeigneten Definitionsbereich dar. Wählen Sie ggf. ein anderes Verhältnis der Einheiten von x und y-Achse zueinander. Wieviele Meter hat legt das Fahrzeug in den ersten, zweiten 5 Sekunden zurück? Was beschreibt der Wert für die mittlere Änderungrate? Wann kommt das Fahrzeug zum Stillstand? [1] aus: Mathematik Gymnasiale Oberstufe Berlin Leistungskurs MA-1, Cornelsen-Verlag, Berlin 2010, S. 79 [2] siehe auch: Lambacher - Schweizer, Analysis Leistungskurs Gesamtband, Ausgabe A, Klett-Verlag, 2007, S. 46 Allgemeine Tipps & Klicks Was? Wie? Wann? Arbeitsblatt neu laden Reload-Button im Arbeitsblatt oben rechts Das Arbeitsblatt soll in den Anfangszustand zurückgesetzt werden; das Arbeitsblatt lässt sich nicht mehr richtig nutzen.
