Digitale Werkzeuge in der Schule/Basiswissen Analysis: Unterschied zwischen den Versionen

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- Wie häufig der Graph seine Steigung ändert.
- Wie häufig der Graph seine Steigung ändert.


{ Bestimme rechnerisch die lokale Änderungsrate von <math>f(x)=x+5. </math>}
{ Bestimme rechnerisch die lokale Änderungsrate von <math>f(x)=x+5</math>. }
- -1
- -1
+ 1
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{ Schau Dir das Bild an und kreuze die richtigen Aussagen an!
{ Betrachte die Funktion in der folgenden Abbildung.
[[Datei:Item.png|links|mini|483x483px]]
[[Datei:Item.png|ohne|mini|483x483px]]
 
Wie viele Extrema und Wendepunkte besitzt die Funktion? }
 
- Genau zwei Extrema
 
+ Genau drei Extrema
 
- Genau vier Extrema
 
- Keinen Wendepunkt
 
- Genau einen Wendepunkt
 
+ Genau zwei Wendepunkte  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Wie viele Extrema und Wendepunkte besitzt die Funktion?}
- zwei Extrema
+ drei Extrema
- vier Extrema
- keinen Wendepunkt
- einen Wendepunkt
+ zwei Wendepunkte  


{ <math>f(x)=-\frac{5}{8}x^3+2x^2-3x+2</math> verhält sich... }
{ <math>f(x)=-\frac{5}{8}x^3+2x^2-3x+2</math> verhält sich... }
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+ nahe Null wie <math>h(x)=-3x+2</math>.
+ nahe Null wie <math>h(x)=-3x+2</math>.
- nahe Null wie <math>h(x)=3x+2</math>.
- nahe Null wie <math>h(x)=3x+2</math>.


{ Auf einem Intervall <math>[x_1, x_2)</math> ist eine Funktion <math>f(x)</math> streng monoton steigend, auf dem Intervall <math>(x_2, x_3]</math> ist <math>f(x)</math> streng monoton fallend (<math>x_1<x_2<x_3</math>). Kreuze an, welche Aussagen zu treffen. }
{ Auf einem Intervall <math>[x_1, x_2)</math> ist eine Funktion <math>f(x)</math> streng monoton steigend, auf dem Intervall <math>(x_2, x_3]</math> ist <math>f(x)</math> streng monoton fallend (<math>x_1<x_2<x_3</math>). Kreuze an, welche Aussagen zu treffen. }
- Die Funktion ist auf dem gesamten Intervall <math>[x_1, x_3]</math> monoton steigend
- Die Funktion ist auf dem gesamten Intervall <math>[x_1, x_3]</math> monoton steigend.
+ <math>f'(x_1)>0 </math>  
+ <math>f'(x_1)>0 </math>  
+ <math>f'(x_2)=0 </math>
+ <math>f'(x_2)=0 </math>
- An der Stelle <math>x_2</math> bestizt die Funktion einen Tiefpunkt
- An der Stelle <math>x_2</math> bestizt die Funktion einen Tiefpunkt.


 
{ Du hast 20 m Zaun zur Verfügung und möchtest damit eine Wiese einzäunen.
{ Du hast 20m Zaun zur Verfügung und möchtest damit eine Wiese einzäunen.
Wie groß ist die größte rechteckige Fläche, die man damit einzäunen kann?  
Wie groß ist die größte rechteckige Fläche, die man damit einzäunen kann?  


Wie gehst du bei der Bearbeitung dieser Aufgabe vor? }
Wie gehst du bei der Bearbeitung dieser Aufgabe vor? }
+ 1.Zielfunktion aufstellen 2.Nebenbedingung überlegen 3.Extremwerte ermitteln
+ 1. Zielfunktion aufstellen, 2. Nebenbedingung überlegen und 3. Extremwerte ermitteln
- 1.Nebenbedingung überlegen 2.Zielfunktion aufstellen 2.Extremwerte ermitteln
- 1. Nebenbedingung überlegen, 2. Zielfunktion aufstellen und 2. Extremwerte ermitteln
- 1.Zielfunktion aufstellen 2.Extremwerte ermitteln 3.Nebenbedingung aufstellen
- 1. Zielfunktion aufstellen, 2. Extremwerte ermitteln und 3. Nebenbedingung überlegen


{ Die Nebenbedingung der Aufgabe 7 ist... [[Datei:Weidenzaun .png| mini | rechts]] }
{ Betrachte folgende Abbildung zu Aufgabe 7.
- a=1m+6b oder b=20m
[[Datei:Weidenzaun .png|ohne|mini]]
+ a=10m-b oder b=10m-a
Die Nebenbedingung der Aufgabe 7 ist... }
- a=10m+b oder b=10m+a
- a=1m+6b oder b=20m.
+ a=10m-b oder b=10m-a.
- a=10m+b oder b=10m+a.


{ In der Zielfunktion aus Aufgabe 7... }
{ In der Zielfunktion aus Aufgabe 7... }
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- kommen genau drei Unbekannte vor.
- kommen genau drei Unbekannte vor.


{ Wenn in Sachzusammenhängen die Rede davon ist, dass der Graph einer Funktion zu einem bestimmten Zeitpunkt die größte Steigung hat, so hat er zu diesem Zeitpunkt }
{ Wenn in Sachzusammenhängen die Rede davon ist, dass der Graph einer Funktion zu einem bestimmten Zeitpunkt die größte Steigung hat, so hat er zu diesem Zeitpunkt... }
- einen Hochpunkt.
- einen Hochpunkt.
+ einen Wendepunkt.
+ einen Wendepunkt.
- eine Nullstelle.
- eine Nullstelle.
- einen Sattelpunkt.
- einen Sattelpunkt.


{Löse folgendes Gleichungssystem:<br>
{Löse folgendes Gleichungssystem:<br>
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\end{array}</math>
\end{array}</math>
<br /><br />
<br /><br />
Welche Aussage trifft auf <math>x</math> und <math>y</math> zu?
Welche Aussage trifft auf <math>x</math> und <math>y</math> zu?}
}
 
- <math>x > 0</math>, <math>y > 6</math>
- <math>x > 0</math>, <math>y > 6</math>
+ <math>x > 1</math>, <math>y < 6</math>
+ <math>x > 1</math>, <math>y < 6</math>
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{ Eine Funktion <math>f(x)</math> beschreibt die Geschwindigkeit eines anfahrenden Autos in km/h bis es wieder zum Stehen kommt. <math>x</math> wird in Sekunden seit Fahrtbeginn gemessen. Nach 10 Sekunden fährt der Wagen 55km/h. Nach 20 Sekunden ist seine Beschleunigung maximal. Nach einer Minute hat der Wagen die maximale Entfernung dieser Fahrt erreicht. }
{ Eine Funktion <math>f(x)</math> beschreibt die Geschwindigkeit eines anfahrenden Autos in km/h bis es wieder zum Stehen kommt. <math>x</math> wird in Sekunden seit Fahrtbeginn gemessen. Nach 10 Sekunden fährt der Wagen 55km/h. Nach 20 Sekunden ist seine Beschleunigung maximal. Nach einer Minute hat der Wagen die maximale Entfernung dieser Fahrt erreicht. }
+ <math>f(10)=55</math>
+ <math>f(10)=55</math>
- <math>f'(20)=0</math>
- <math>f'(20)=0</math>
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- Im Intervall <math>[20,60]</math> ist <math>f'(x)</math> negativ.
- Im Intervall <math>[20,60]</math> ist <math>f'(x)</math> negativ.
+ Im Intervall <math>[20,60]</math> hat <math>f'(x)</math> mindestens eine Nullstelle.
+ Im Intervall <math>[20,60]</math> hat <math>f'(x)</math> mindestens eine Nullstelle.


{ Das Integral beschreibt die Fläche zwischen dem Graphen und der x-Achse. }
{ Das Integral beschreibt die Fläche zwischen dem Graphen und der x-Achse. }
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+ <math> F(x) </math> gibt die zurückgelegte Strecke in Kilometern an.  
+ <math> F(x) </math> gibt die zurückgelegte Strecke in Kilometern an.  
- <math> F(x) </math> gibt die durchschnittliche Geschwindigkeit des Autos an.  
- <math> F(x) </math> gibt die durchschnittliche Geschwindigkeit des Autos an.  


{ Eine Stammfunktion von <math> f(x) = x^2 \cdot cos(x) </math> lautet <math> F(x) = \frac{1}{3} x^3 \cdot sin(x) </math>. }
{ Eine Stammfunktion von <math> f(x) = x^2 \cdot cos(x) </math> lautet <math> F(x) = \frac{1}{3} x^3 \cdot sin(x) </math>. }
- wahr
- Wahr
+ falsch
+ Falsch
 
{ Auf der nebenstehenden Abbildung siehst du die Funktion <math>b(x)= x^2 + 1</math> mit dem Flächeninhalt <math> B=6</math>.
[[Datei:Flächeninhalt der Funktion h(x)..jpg|links|mini|483x483px|Flächeninhalt der Funktion <math>b(x)</math>.]]
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Wie lautet der Mittelwert der Funktion?(Sieh dir dazu die Intervallgrenzen auf der Abbildung an.)}


{ In der folgenden Abbildung siehst du die Funktion <math>b(x)= x^2 + 1</math>. Die Fläche unter der Funktion hat auf dem eingezeichneten Intervall einen Flächeninhalt von <math>B=6</math>.
[[Datei:Flächeninhalt der Funktion h(x)..jpg|ohne|mini|483x483px|Flächeninhalt der Funktion <math>b(x)</math>.]]
Welchen Wert nimmt die Funktion im Mittel auf dem eingezeichneten Intervall an? }
- -1
- 1
- 1,25
+ 2
+ 2
- 9
- 5
- 13
- 12
 


{ Bestimme den Wert des Integrals <math>\int_{0}^{3} 2 \cdot x dx </math>}
{ Bestimme den Wert des Integrals <math>\int_{0}^{3} 2 \cdot x\,\mathrm dx</math> }
- 12
- 6
- 6
+ 9
+ 9
- 12
</quiz>
</quiz>



Version vom 5. Juni 2020, 13:50 Uhr


Lernpfad

Herzlich Willkommen in dem Lernpfad "Basiswissen Analysis"!

Hier entsteht im Sommersemester 2020 ein Lernpfad für Schülerinnen und Schüler der Q1 im Rahmen des Seminars "Digitale Werkzeuge in der Schule".

Bauarbeiter.jpg

Diagnoseaufgaben zum Basiswissen Analysis

1 Wie kann die durchschnittliche Änderungsrate bestimmt werden?

Mittels einer Sekante.
Indem eine Gerade gezeichnet wird, die den Graph in genau einem Punkt berührt und die Steigung dieser Geraden bestimmt wird.
Indem eine Gerade durch zwei Punkte des Graphen gezeichnet und die Steigung abgelesen wird.
Mittels einer Tangente.

2 Was gibt die Tangentensteigung an?

Die durchschnittliche Änderungsrate.
Die lokale Änderungsrate.
Wie häufig der Graph seine Steigung ändert.

3 Bestimme rechnerisch die lokale Änderungsrate von .

-1
1
5

4 Betrachte die Funktion in der folgenden Abbildung.

Item.png

Wie viele Extrema und Wendepunkte besitzt die Funktion?

Genau zwei Extrema
Genau drei Extrema
Genau vier Extrema
Keinen Wendepunkt
Genau einen Wendepunkt
Genau zwei Wendepunkte

5 verhält sich...

im Unendlichen wie .
im Unendlichen wie .
nahe Null wie .
nahe Null wie .

6 Auf einem Intervall ist eine Funktion streng monoton steigend, auf dem Intervall ist streng monoton fallend (). Kreuze an, welche Aussagen zu treffen.

Die Funktion ist auf dem gesamten Intervall monoton steigend.
An der Stelle bestizt die Funktion einen Tiefpunkt.

7 Du hast 20 m Zaun zur Verfügung und möchtest damit eine Wiese einzäunen. Wie groß ist die größte rechteckige Fläche, die man damit einzäunen kann?

Wie gehst du bei der Bearbeitung dieser Aufgabe vor?

1. Zielfunktion aufstellen, 2. Nebenbedingung überlegen und 3. Extremwerte ermitteln
1. Nebenbedingung überlegen, 2. Zielfunktion aufstellen und 2. Extremwerte ermitteln
1. Zielfunktion aufstellen, 2. Extremwerte ermitteln und 3. Nebenbedingung überlegen

8 Betrachte folgende Abbildung zu Aufgabe 7.

Weidenzaun .png

Die Nebenbedingung der Aufgabe 7 ist...

a=1m+6b oder b=20m.
a=10m-b oder b=10m-a.
a=10m+b oder b=10m+a.

9 In der Zielfunktion aus Aufgabe 7...

kommt genau eine Unbekannte vor.
kommen genau zwei Unbekannte vor.
kommen genau drei Unbekannte vor.

10 Wenn in Sachzusammenhängen die Rede davon ist, dass der Graph einer Funktion zu einem bestimmten Zeitpunkt die größte Steigung hat, so hat er zu diesem Zeitpunkt...

einen Hochpunkt.
einen Wendepunkt.
eine Nullstelle.
einen Sattelpunkt.

11 Löse folgendes Gleichungssystem:


Welche Aussage trifft auf und zu?

,
,
,
,

12 Eine Funktion beschreibt die Geschwindigkeit eines anfahrenden Autos in km/h bis es wieder zum Stehen kommt. wird in Sekunden seit Fahrtbeginn gemessen. Nach 10 Sekunden fährt der Wagen 55km/h. Nach 20 Sekunden ist seine Beschleunigung maximal. Nach einer Minute hat der Wagen die maximale Entfernung dieser Fahrt erreicht.

ist eine Wendestelle.
Im Intervall ist negativ.
Im Intervall hat mindestens eine Nullstelle.

13 Das Integral beschreibt die Fläche zwischen dem Graphen und der x-Achse.

Wahr
Falsch

14 Bei ganzrationalen Funktionen versucht man mithilfe von Rechtecksflächen sich der Fläche zwischen x-Achse und dem Graphen anzunähern. Zum Beispiel über die Untersumme. Welche der Aussagen sind richtig im Bezug auf die Untersumme?

Je mehr Unterteilungen vorgenommen werden, desto größer wird die Breite der Rechtecke.
Je mehr Unterteilungen bei der Untersumme vorgenommen werden, desto größer wird der Flächeninhalt der Summe aller Rechtecke.
Je weniger Unterteilungen, desto eher nähert man sich dem Integral an.
Wenn die Anzahl der Unterteilungen gegen Unendlich geht, beschreibt die Untersumme sehr genau die Fläche zwischen Graph und x-Achse. Also entspricht der Grenzwert der Untersumme dem Integral.

15 Sei die Funktion, die die Geschwindigkeit eines Autos in Kilometern pro Stunde () angibt, dann gilt für die Stammfunktion :

gibt die Beschleunigung des Autos an.
gibt die zurückgelegte Strecke in Quadratmeter an.
gibt die zurückgelegte Strecke in Kilometern an.
gibt die durchschnittliche Geschwindigkeit des Autos an.

16 Eine Stammfunktion von lautet .

Wahr
Falsch

17 In der folgenden Abbildung siehst du die Funktion . Die Fläche unter der Funktion hat auf dem eingezeichneten Intervall einen Flächeninhalt von .

Flächeninhalt der Funktion .

Welchen Wert nimmt die Funktion im Mittel auf dem eingezeichneten Intervall an?

-1
1
1,25
2
5
12

18 Bestimme den Wert des Integrals

6
9
12


Wie geht es nun weiter?

Wenn du alle Aufgaben richtig beantwortet hast:

  • Suche dir aus den folgenden Kapiteln eines (oder mehrere) aus. In jedem Kapitel gibt es auch Knobelaufgaben, mit denen du dich beschäftigen kannst.

Wenn du einen oder auch mehrere Fehler gemacht hast: