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Ableitungen, Steigungen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 14:49 Sa 13.01.2007
Autor: Informacao

Aufgabe
Du hast folgende Funktion gegeben:
f(x)=3x²-4x+2
Berechne zu diesem Graphen mithilfe des Differenzquotienten die Steigung mittels h-Methode.  

Hallo,

also ich würde eher gerne wissen, wie ich diese Aufgabe zu verstehen habe. Ich kenne h-Methode und die Def. des Differenzquotienten habe ich mir eben durchgelesen. Aber was hat das nun miteinander zu tun?
Wie muss ich starten?
Könnt ihr mir den ersten Schritt, den ich bei solch einer Aufgabe machen muss, mal verständlich machen?
Würde mich freuen!

Viele Grüße
Informacao

        
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Ableitungen, Steigungen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 14:55 Sa 13.01.2007
Autor: Murray

Hallo,

Also du musst prinzipiell den Differenzenquotienten (f(x0 +h)) + f(x0)) / h aufstellen.

Also für jedes x der Funktion x0+h einsetzen um f(x0+h) zu bilden.
Dann einfach für jedes x x0 einsetzen und beides addieren.

Danach musst du es schaffen, dass das h aus dem Nenner wegfällt, sodass wenn du lim h->0 ausführst der Bruch nicht unendlich groß wird.

Nachdem du den limes gebildet hast hast du die Tangentensteigung -> Ableitung.

mfg Murray

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Ableitungen, Steigungen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 15:08 Sa 13.01.2007
Autor: Informacao

Hi,

das habe ich nicht wirklich verstanden.
In meinem Buch steht beim Differenzquotienten folgendes:

[mm] \bruch{f(x)-f(a)}{x-a} [/mm]

So.. jetzt weiß ich nicht, wie ich anfangen soll mit meiner funktion f(x)=3x²+4x+2

Wie beginne ich konkret? ich würde das gerne einmal verstehen ;-)

Viele Grüße
Informacao

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Ableitungen, Steigungen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 15:15 Sa 13.01.2007
Autor: Gonozal_IX

Hiho,

der Differenzenquotient stimmt schon mit:

[mm] \bruch{f(x) - f(a)}{x-a} [/mm] bzw. [mm] \bruch{f(x) - f(x_0)}{x-x_0}. [/mm] Da du aber die h-Methode nutzen sollst, formen wir das noch ein bisschen um :-)

Setze [mm]x:= x_0 + h[/mm]

[mm]\Rightarrow \bruch{f(x_0 + h) - f(x_0)}{x_0 + h - x_0} = \bruch{f(x_0+h) - f(x_0)}{h}[/mm]

So, nun sollst du ja den Anstieg der Tangenten mittels der h-Methode bestimmen, d.h. Grenzwertbetrachtung für [mm]h \to 0[/mm]:

[mm]\limes_{h\rightarrow 0}\bruch{f(x_0+h) - f(x_0)}{h}[/mm]

Nun setzt du einfach deine Funktion ein, rechnest rum und kommst auf ein Ergebnis :-)

Tip: [mm]f(x_0 + h) = 3(x_0 + h)^2 + 4(x_0 +h) +2[/mm] :-)

Gruß,
Gono.



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Ableitungen, Steigungen: Verständnis-/ Rückfrage
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 15:28 Sa 13.01.2007
Autor: Informacao

Hallo,

guut, danke schonmal für die Antwort. Ich habe noch einige Verständnigsfragen.

Also das:

[mm] \bruch{f(x)-a}{x-a} [/mm] ist dasselbe wie [mm] \bruch{f(x)-f(x_{0}}{x-x_{0}} [/mm]

1. Frage: Warum ist des dasselbe?
2. Frage: Was sagt mir der Differenzquotient genau? Wie bildet er sich?

3. Frage: Warum muss ich für [mm] x=x_{0}+h [/mm] setzen?

Die Grenzwertbetrachtung habe ich zum Glück verstanden :-) .

Also habe ich nach den Umformungen da stehen:
[mm] \bruch{f(x_{0}+h)-f(x_{0}}{h} [/mm]

Was setze ich jetzt genau wo ein?
Also welche Teile meiner Fkt. muss ich wo in diese Gleichung einsetzen und warum?

Ich hoffe, das sind nicht zu viele (blöde) Fragen ;-)

Viele Grüße
Informacao




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Ableitungen, Steigungen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 15:49 Sa 13.01.2007
Autor: Gonozal_IX

Hups,

da ist mir durch deine Nachfrage doch nen kleiner Fehler bei mir aufgefallen. Es muss natürlich f(x) - f(a) und nicht f(x) - a heissen, wie von dir vorher schon gesagt.

> [mm]\bruch{f(x)-f(a)}{x-a}[/mm] ist dasselbe wie
> [mm]\bruch{f(x)-f(x_{0}}{x-x_{0}}[/mm]
>  
> 1. Frage: Warum ist des dasselbe?
> 2. Frage: Was sagt mir der Differenzquotient genau? Wie
> bildet er sich?

Naja, ob ich nun a oder k oder j oder ...... oder [mm] x_0 [/mm] schreibe, ist mathematisch gesehen völlig belanglos. Es ist jeweils nur ein Symbol und daher austauschbar ;-)

Was ist der Differenzenquotient:

Male die mal ne Funktion auf und lege zwei Punkte auf dem Graphen fest. Der erste Punkt ist [mm] (x_0,f(x_0)), [/mm] der zweite ist (x,f(x)). Wenn du nun die beiden Punkte durch eine Gerade verbindest, dann ist der Anstieg dieser Geraden

[mm] \bruch{f(x)-f(x_0)}{x - x_0} [/mm] und das schimpft sich dann Differenzenquotient.

Geschichtlich gesehen hat sich das dann so entwickelt, daß die Leute sehen wollten, was passiert, wenn ich den zweiten Punkt immer näher an den ersten ranschiebe, also in Zeichen x [mm] \to x_0 [/mm] geht, aufgeschrieben sieht das dann
so aus:

[mm] \limes_{x\rightarrow x_0}\bruch{f(x)-f(x_0)}{x - x_0} [/mm]


> 3. Frage: Warum muss ich für [mm]x=x_{0}+h[/mm] setzen?

Nunja, weil es in deiner Aufgabe so gefordert ist :-)
Du sollst schliesslich die "h-Methode" anwenden, und die ist gerade:

[mm] \limes_{h\rightarrow 0}\bruch{f(x_0 + h) - f(x_0)}{h} [/mm]

Ich wollte dir nur zeigen, wie du darauf kommst, indem du nämlich in die oben hergeleitete Formel einfach [mm]x = x_0 + h[/mm] einsetzt und schon hast du die "h-Methode" dastehen.

> Was setze ich jetzt genau wo ein?
> Also welche Teile meiner Fkt. muss ich wo in diese
> Gleichung einsetzen und warum?

Naja, du setzt echt nur stupide deine Funktion ein. Wie in meinem Tip schon geschrieben ersetzt du halt [mm] f(x_0 [/mm] + h) durch die Funktion an der Stelle [mm] x_0+h [/mm] und [mm] f(x_0) [/mm] durch die Funktion an der Stelle [mm] x_0 [/mm] und rechnest dann rum.
Allerdings alles können wir auch nicht für dich machen ;-)
Also Einsetzen und rechnen, fertig.

Gruß,
Gono.

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Ableitungen, Steigungen: Fkt. einsetzen
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 15:55 Sa 13.01.2007
Autor: Informacao

Hi,

gut, danke, das habe ich nun alles verstanden, bis auf den letzten Punkt.

Nein, ich möchte das genaue Gegenteil. Ich will nicht, dass hier einfach die Lösung steht. Ich möchte es ja verstehen.

Aber ich verstehe grundsätzlich nicht, wie ich die Fkt. da einsetzen soll.
Das Umformen wird kein Problem darstellen, der Schritt davor tut es aber.

Ich bitte nochmals um Hilfe!

Viele Grüße
Info


Hier wäre noch mein Lösungsvorschlag, obwohl ich mir bei diesem sehr unsicher bin:

[mm] \bruch{3x²+h-4x+h+2-3x²-4x+2}{h} [/mm] Neeeein... moment mal, das ist falsch!

Antwortet mal bitte nicht, auf diese Frage, ich will es eben mal selbst versuchen!


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Ableitungen, Steigungen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 16:10 Sa 13.01.2007
Autor: ardik

Hallo Informacao,


> [mm]\bruch{3x²+h-4x+h+2-3x²-4x+2}{h}[/mm] Neeeein... moment mal, das
> ist falsch!
>  
> Antwortet mal bitte nicht, auf diese Frage, ich will es
> eben mal selbst versuchen!

Huch? Da hat sich doch gerade noch was verändert... ;-)

Anyway! (Antworten und selbst Versuchen schließen sich ja nicht aus...)

Du weißt ja, wie man z.B. $f(3)$ ausrechnet. Oder $f(p)$.
Enstprechend funktioniert dann z.B. auch $f(3+m)$ oder $f(a+b)$ oder eben [mm] $f(x_0+h)$. [/mm]
Was in der Klammer steht, wird als Ganzes(!) für x eingesetzt.
Dieses "als Ganzes" war Dir in Deinem oben zitierten Vorschlag entgangen, aber irgendwie wittere ich, dass Du gerade genau das korrigierst... ;-)

Schöne Grüße
ardik

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Ableitungen, Steigungen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 16:17 Sa 13.01.2007
Autor: Informacao

Hallo,

genau, ardik, ich habe das gerade nochmal überarbeitet. Und bin jetzt so weit gekommen und würde gerne mal wissen, ob das gut aussieht oder nicht.

Dazu muss ich sagen, dass ich jetzt mit den richtigen Werten rechne, die Fkt. lautet nämlich f(x)=2x²-3x+1 was ich eben übersehen habe.. so sind die Mathematiker ..zerstreut..eben

Also:
Als erstes habe ich eingesetzt:

f(x)= [mm] \bruch{2(x_{0}+h)²-3(x_{0}+h)+1-2x_{0}²-3x_{0}+1}{h} [/mm]

dann umgeformt:

f(x)= [mm] \bruch{2x_{0}²+2x_{0}h+h²-3x_{0}+3h+1-2x_{0}²-3x_{0}+1}{h} [/mm]

nun zusammengefasst:

= [mm] \bruch{2x_{0}h+h²-6x_{0}+3h+2}{h} [/mm]
und nun noch durch h geteilt:

= [mm] 2x_{0}+h-6x_{0}+5 [/mm]

Hmm.... ich bin noch nicht ganz zufrieden... aber ist es richtig so?

Viele Grüße
Informacao

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Ableitungen, Steigungen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 16:26 Sa 13.01.2007
Autor: schachuzipus

Hallo

das stimmt  noch nicht so ganz

Du hast die Funtion [mm] f(x)=3x^2-4x+2 [/mm] gegben

Der Differenzenquotient ist  [mm] \bruch{f(x_0+h)-f(x_0)}{h} [/mm]

Da setzt du nun die konkrete Abbildungsvorschrift für f ein, also

[mm] \bruch{3(x_0+h)^2-4(x_0+h)+2-[3x_0^2-4x_0+2]}{h} [/mm]

Daran ein bissl rumrechnen und wenn das h aus dem Nenner weg ist, den
Grenzübergang h [mm] \rightarrow [/mm] 0 machen


Gruß


schachuzipus


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Ableitungen, Steigungen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 16:34 Sa 13.01.2007
Autor: ardik

Hallo Informacao,

> ..zerstreut..eben

Genau. ;-)

Denn:

1.

[mm] $-3(x_{0}+h) [/mm] = [mm] -3x_{0}\red{-}3h$ [/mm]

2.

[mm] $-f(x_0) =-2x_0^2\red{+}3x_0\red{-}1$ [/mm]

> Hmm.... ich bin noch nicht ganz zufrieden... aber ist es
> richtig so?

Nach Korrektur dieser Fehler: [ok]

Schöne Grüße
ardik

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Ableitungen, Steigungen: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 16:40 Sa 13.01.2007
Autor: Informacao

Ohhh...danke :-) Ich denke, das werde ich nun hinkriegen!

Wenn nicht, melde ich mich noch einmal ;-)

Aber vielen Dank schon einmal.. ich versuche mich mal!
Viele Grüße
Informacao

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Ableitungen, Steigungen: Stimmt nun alles?
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 11:17 So 14.01.2007
Autor: Informacao

Hallo,

also meines Erachtens (was nichts heißen muss) habe ich die aufgabe erfolgreich bewältigt.
Ich wollte nur noch mal fragen, ob ich auch auf das richtige Ergebnis gekommen bin.

Ich suche die Steigung des Graphen der Fkt. f(x)=2x²-3x+1

Nach der h-Methode und der Grenzwertbetrachtung habe ich nun raus:

[mm] \limes_{h\rightarrow 0}(4x_{0}+2h-3)=4x_{0}-3 [/mm]

Erste Frage: Stimmt das?
Zweite Frage: Heißt das nun, dass die Steigung 4x-3 ist?

LG, Informacao


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Ableitungen, Steigungen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 11:27 So 14.01.2007
Autor: lichtbricht

Genau. Beides richtig!

Anmerkung: Du wirst später eine andere Möglichkeit kennenlernen, wie man ableitet! Dann gehts einfacher. Aber die Lösung passt!

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Ableitungen, Steigungen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 11:30 So 14.01.2007
Autor: Informacao

Ok, danke!
aber ich bin so neugierig!

Ist das schwer?
Wie geht das denn? ;-) Einfacher?

Lg, Informacao

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Ableitungen, Steigungen: Ableitungsregeln
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 11:37 So 14.01.2007
Autor: Loddar

Hallo Informacao!


Für die Bildung der Ableitung einer Funktion gibt es eine Vielzahl an MBAbleitungsregeln, die doch deutlich einfacher sind als die h-Methode mit dem Differenzenquotienten.


Allerdings werden dann auch die Funktionen und die Anwendungen etwas schwerer. aber lass' Dich einfach überraschen und auf Dich zukommen.


Gruß
Loddar


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Ableitungen, Steigungen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 11:39 So 14.01.2007
Autor: lichtbricht

ja, lass dich überraschen.
Es wird eh in den nächsten Tagen kommen....
Für das Verständnis ist die H-Methode sehr wichtig...

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