Einhalb Grundseite mal zugehöriger(!) Höhe |
y=f(x)=c (eine Konstante Zahl), z.B. f(x)=5 |
x=c (eine Konstante Zahl), z.B. x=5 (dies ist keine Funktion) |
Hinweis: Kettenregel |
Wenn der Richtungsvektor der Geraden parallel zum Normalenvektor der Ebene ist. (Vielfache voneinander) |
Wenn die Normalenvektoren senkrecht zueinander sind (orthogonal), d.h. ihr Skalarprodukt ist gleich 0. |
Wenn ihr Skalarprodukt gleich null ist. |
Wenn ihr Skalarprodukt gleich 0 ist |
gleicher Funktionswert und gleiche Steigung: f(x)=g(x) und f'(x)=g'(x) |
Die Dimension gibt die Anzahl der Zeilen und Spalten an. Eine Matrix mit m Zeilen und n Spalten hat die Dimension m x n (sprich m kreuz n). Ein Element der Matrix A wird mit zwei Indexzahlen angegeben, dabei kommt immer die Zeile zuerst: Merkhilfe: Zeilen Zuerst, SPalten SPäter |
Die mittlere Änderungsrate ist die durchschnittliche Änderung zwischen zwei Zeitpunkten (oder Stellen). Man bestimmt sie mit Hilfe des Steigungsdreiecks oder durch |
Der Wert der momentanen Änderungsrate einer Funktion wird durch die erste Ableitung an dieser Stelle (in dem Moment) gegeben. |
Ein Zustand bzw. Vektor der sich bei erneuter Anwendung der Matrix (also im Folgezustand) nicht verändert. |
Wenn mind. zwei Prozesse hintereinander ausgeführt werden (z.B. wie bei einer Produktionsmatrix mit Grundstoffen, Zwischenprodukten und Endprodukten) |
Das sind drei (in dreidimensionalen Raum) linear unabhängige Vektoren. Mit diesen drei Vektoren kann man also den ganzen Raum erreichen durch Bildung einer Linearkombination: |
Die Summe von Vielfachen der gegebenen Vektoren: |
Eine Normale ist eine Senkrechte zur Funktion, sie liegt somit um 90° gedreht zur Tangente. Ihre Steigung erhält man als negativen Kehrwert der Tangentensteigung: |
Er verändert sich nicht |
Der Vektor der sich als Kreuzprodukt ergibt steht senkrecht auf den beiden Ausgangsvektoren. (z.B. als Normalenvektor) Seine Länge/Betrag entspricht der Fläche des aufgespannten Parallelogramms. |
notwendig: hinreichend: und |
Bei Rotation um die x-Achse. Die Kleinen Kreisscheiben mit der Fläche werden sozusagen aufintegriert. |
Ist der Flächeninhalt negativ so liegt die Funktion unterhalb der x-Achse. Der Flächeninhalt ist dann der positive Wert (Betrag) des Ergebnisses. Achtung: Es darf keine Nullstelle der Funktion in dem Intervall liegen, sonst müssen die beiden Teilflächen einzeln bestimmt werden. |
Die Verbindungsvektoren zweier Vektoren werden zu Richtungsvektoren und einer der drei Punkte zum Stützvektor der Ebene. Häufige Wahl: oder |
ein Bild sagt mehr als 1000 Worte... |
Das Krümmungsverhalten wird durch die zweite Ableitung bestimmt. Ist die zweite Ableitung kleiner als 0 (f''(x) < 0), so ist die Funktion rechtsgekrümmt. Sie ist linksgekrümmt, wenn die zweite Ableitung größer als Null ist. Merktipp: Man kann sich das durch die Hochpunkte (f''<0) und Tiefpunkte (f''>0) oder den Smiley (> 0 lächelnder Smiley, der Mund ist linksgekrümmt) merken. rechnerisches Vorgehen: Man bestimmt die Stellen an denen die zweite Ableitung 0 ist (man setzt f''(x)=0) und prüft an selbst gewählten Zwischenwerten ob die zweite Ableitung positiv ist. (Fachlicher Hinweis. Dies Funktioniert natürlich nur sicher bei einer stetigen überall gleichmäßig differenzierbaren Funktion. Im Abitur sind das aber eigentlich alle Funktionen) |
G ist die Grundfläche |
V = G h Volumen gleich Grundfläche mal Höhe (gilt auch für Zylinder oder ähnliches) |
VQuader=a b c VWürfel = a3 |
Man addiert alle Zahlen und dividiert durch die Anzahl. |
Grundseite mal zugehöriger Höhe |
In Worten: Man addiert die Koordinaten und dividiert sie jeweils durch zwei |
Durch Gleichsetzen (f(x) = g(x)). Wenn man nach x auflöst erhält man die Schnittstelle. Diese setzt man dann in f(x) oder g(x) ein um den y-Wert des Schnittpunkts zu erhalten. |
Es gilt: |
Man bestimmt f(0) |
Zunächst müssen die Schnittpunkte der beiden Kurven bestimmt werden (f(x)=g(x) ). Dann bestimmt man (wenn nötig) nacheinander jeweils die Flächen zwischen zwei benachbarten Schnittpunkten (hier a und b), wie folgt: oder Wenn man sich sicher ist, dass f(x) in diesem Intervall von a bis b oberhalb von g(x) liegt, kann man die Betragsstriche auch weglassen. |
Man setzt die beiden Ebenen gleich und löst, das LGS so, dass man möglichst eine Gleichung zwischen den beiden Parametern einer Ebene erhält. Diese Gleichung bestimmt die Schnittgerade, die man durch Einsetzen in die zugehörige Ebene erhält. Hinweis: Vermutlich ist es einfacher zunächst mit Hilfe des Kreuzprodukts die beiden Normalenvektoren zu bestimmen und mit deren Hilfe die Lage zu bestimmen. |
Zunächst bestimmt man den Punkt an dieser Stelle durch einsetzen in die Funktion: P(a|f(a) Dann bestimmt man die Steigung: m=f'(a) Dies setzt man in die allgemeine Geradengleichung y=mx+b ein (für y=f(a), m=f'(a), x=a) und bestimmt b. Mit den Werten m und b kann man die Geradengleichung angeben. Alternativ kann man Punkt und Steigung auch direkt in die Punkt-Steigungsform der Geraden einsetzen: |
Man bestimmt zunächst den allgemeinen Ebenenpunkt der Ebene in Parameterform und setzt diesen in die Koordinatenform der anderen Ebene ein. Wenn sich eine unwahre aussage ergibt, so sind die Ebenen parallel. Ergibt sich eine (immer) wahre Aussage (z.B. 3=3) so sind die Ebenen identisch. Ergibt sich eine Gleichung zwischen den beiden Parametern, so erhält man die Schnittgerade, wenn man diese Gleichung nach einem Parameter auflöst und in die Parameterform einsetzt. |
Man bestimmt den Differenzvektor zwischen zwei Punkten und dessen Länge mit Hilfe des Pythagoras. Hinweis: Das funktioniert auch im Zweidimensionalen. |
Das Monotonieverhalten wird durch die erste Ableitung bestimmt. Ist die erste Ableitung kleiner als 0 (f'(x) < 0), so fällt die Funktion. Die Funktion steigt, wenn die erste Ableitung größer als Null ist. rechnerisches Vorgehen: Man bestimmt die Stellen an denen die erste Ableitung 0 ist (man setzt f'(x)=0) und prüft an selbst gewählten Zwischenwerten ob die erste Ableitung positiv oder negativ ist. (Fachlicher Hinweis. Dies Funktioniert natürlich nur sicher bei stetig differenzierbaren Funktionen. Im Abitur sind das aber eigentlich alle Funktionen) Man unterscheidet zwischen streng monoton und monoton. Eine Funktion ist streng monoton steigend, wenn für zwei Werte mit gilt . Sie ist dagegen nur monoton steigend, wenn für zwei Werte mit gilt . Das heißt bei streng monoton steigend ist jeder Funktionswert rechts von einem gewählten Funktionswert wirklich größer bei monoton können die Werte auch gleich groß sein. |
Man bestimmt den allgemeinen Geradenpunkt und setzt ihn in die Ebenengleichung ein. Erhält man eine unwahre aussage, so liegt die Gerade parallel. Erhält man eine eindeutige Lösung für den Parameter der Geraden, so bestimmt dieser den Schnittpunkt. Ansonsten liegt die Gerade in der Ebene (wahre Aussage wie z.B. 3=3) |
Die beiden Richtunsvektoren der beiden Geraden können als Richtungsvektoren der Ebene gewählt werden und einer der Stützvektoren einer Geraden als Stützvektor der Ebene. |
Es muss gelten: (bzw. es muss eine waagerechte Tangente (f'(x)=0) und ein Wendepunkt vorliegen - notfalls muss über das Vorzeichenwechselkriterium geprüft werden) |
Es muss gelten f''(x)=0 (keine Krümmung). An diesen Stellen liegt möglicherweise ein Wendepunkt vor. Diese möglichen Wendestellen werden entweder durch Einsetzen in die dritte Ableitung oder das Vorzeichenwechselkriterium geprüft. Ist die dritte Ableitung ungleich als Null, so liegt ein Wendepunkt vor. Beim Vorzeichenwechselkriterium bestimmt man den Wert der zweiten Ableitung links und rechts von der zu prüfenden Stelle. Wenn das Vorzeichen wechselt, so liegt ein Wendepunkt vor. |
Man ergänzt die Gerade um einen weiteren Richtungsvektor aud dem Differenzvektor des Stützvektors der Geraden und dem Punkt P: Hier ist der Ortsvektor von A der Stützvektor sowohl der Geraden als auch der Ebene. Hinweis: P darf nicht auf der Geraden liegen |
Man setzt die Funktion gleich 0 (f(x)=0) und löst nach x auf. Auch: Schnittpunkte mit der x-Achse |
Man bestimmt die Ableitung an der Berührstelle. |
Ein Stützvektor einer Geraden wird als Stützvektor der Ebene gewählt, die benötigten Richtungsvektoren erhält man aus dem Richtungsvektor einer Geraden und dem Differenzvektor der beiden Stützvektoren. |
Es muss gelten f'(x)=0 (waagerechte Tangente). An diesen Stellen liegt möglicherweise ein Extremum vor. Diese möglichen Extremstellen werden entweder durch einsetzen in die zweite Ableitung oder das Vorzeichenwechselkriterium geprüft. Ist die zweite Ableitung kleiner als Null (f''(x)<0), so liegt ein Hochpunkt vor (Rechtskrümmung). Beim Vorzeichenwechselkriterium bestimmt man den Wert der ersten Ableitung links und rechts von der zu prüfenden Stelle. Für einen Hochpunkt muss das Vorzeichen von + (steigend) nach - (fallend) wechseln. |
Es muss gelten f'(x)=0 (waagerechte Tangente). An diesen Stellen liegt möglicherweise ein Extremum vor. Diese möglichen Extremstellen werden entweder durch einsetzen in die zweite Ableitung oder das Vorzeichenwechselkriterium geprüft. Ist die zweite Ableitung größer als Null (f''(x)>0), so liegt ein Tiefpunkt vor (Linkskrümmung). Beim Vorzeichenwechselkriterium bestimmt man den Wert der ersten Ableitung links und rechts von der zu prüfenden Stelle. Für einen Tiefpunkt muss das Vorzeichen von - (fallend) nach + (steigend) wechseln. |
Man bildet das Skalarprodukt aus Richtungsvektor und Normalenvektor der Ebene. Ist die ungleich 0, so schneiden sich Ebene und Gerade. Falls das Skalarprodukt gleich 0 ist, so prüft man, ob der Stützvektro der Geraden in der Ebene liegt, dann läge auch die Gerade in der Ebene, sonst wäre sie parallel. Bemerkung: Falls die Ebene in Parameterform vorliegt, könnte man mit Hilfe der linearen Abhängigkeit der Richtungsvektoren prüfen. |
Durch die Bidlung einer Stammfunktion bzw. Integration (umgangssprachlich aufleiten). Mit Hilfe eines "Start- oder Anfangswertes" kann dann zumeist noch die Integrationskonstante C bestimmt werden. |
1. Man setzt sie gleich und betrachtet die Lösungsmenge des Gleichungssystems (Achtung: Verschiedene Parameterbuchstaben wählen) 2. Man prüft die Lage der Richtungsvektoren zueinander und prüft gegebenenfalls noch auf gemeinsame Punkte. |
Sie können sich schneiden, parallel oder identisch sein. |
für die x1-Achse. Entsprechend andere Richtungsvektoren für die x2- und x3-Achse |
Oder in Worten: * Der Logarithmus einen Produkts ist gleich der Summe der Logarithmen der Faktoren * Der Logarithmus eines Quotienten ist gleich der Differenz der Logarithmen aus Divident und Divisor. * Der Logarithmus einer Potenz ist gleich dem Produkt aus dem Exponenten mal dem Logarithmus der Basis (oder kurz: Ein Exponent im Logarithmus kann als Vorfaktor geschrieben werden) |
Wenn man eine Stammfunktion ableitet erhält man die Integrandenfunktion. Alternative Schreibweise (zur Berechnung von Integralen wichtig): |
In einem rechtwinkligen Dreieck ist die Summe der beiden Kathetenquadrate ist gleich dem Hypothenusenquadrat. Dabei ist c die Hypothenuse (gegenüber vom rechten Winkel) |
Mit dem Stützvektor a (ein Punkt der Geraden) und dem Richtungsvektor r. |
Die Funktion enthält nur gradzahlige Exponenten und ein absolutes Glied (), z.B. |
Innere mal äussere Ableitung (an der Stelle der Inneren) oder |
Dabei ist n ein Normalenvektor: |
für die x1-x3-Ebene. Entsprechend für die anderen Ebenen. |
bzw. ausführlich |
y=mx+b mit Steigung m und y-Achsenabschnitt b |
oder in Scheitelpunktform Dabei liegt der Scheitelpunkt im Punkt S(d|e) |
(Kettenregel) |
Mit dem Stützvektor a und den beiden Richtungsvektoren r1 und r2 |
Alle Terme auf eine Seite bringen, dann wenn möglich ausklammern, substituieren (z.B. z=x²) oder eine Nullstelle raten und Polynomdivision anwenden. Das Ziel ist immer den Grad der Funktion zu reduzieren. |
Alle Terme auf eine Seite bringen, dann die pq-Formel anwenden (zunächst durch den Vorfaktor von x² teilen). |
Man bildet das Skalarprodukt aus der i-ten Zeile der ersten Matrix mit der k-ten Spalte der zweiten Matrix und trägt das Ergebnis an der Stelle i,k in die Ergebnismatrix ein. „Matrix multiplication qtl2“ von Quartl - Eigenes Werk. Lizenziert unter CC BY-SA 3.0 über Wikimedia Commons - http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Matrix_multiplication_qtl2.svg#/media/File:Matrix_multiplication_qtl2.svg |
Es muss gelten f(-x)=-f(x). Bei einer ganzrationalen Funktion, bzw. einem Polynom müssen alle Exponenten ungerade sein. Bemerkung. Es gilt |
Aus den Kooeffizienten (Vorfaktoren) erhält man die beiden Normalenvektoren. Sind diese parallel (Vielfache voneinander), so können die Ebenen Parallel oder identisch sein. Um diese beiden Fälle zu unterscheiden, muss man einen Punkt der einen Ebene bestimmen und ihn in die andere Einsetzen. In jedem anderen Fall schneiden sich die beiden Ebenen in einer Geraden. |
Es muss gelten: Bei einer ganzrationalen Funktion müssen alle Exponenten gerade sein. |
Am einfachsten, in dem man prüft ob die beiden Normalenvektoren parallel (Vielfache voneinander) sind. Etwas komplexer: Die beiden Richtungsvektoren der einen Ebene müssen sich jeweils als Linearkombination der Richtungsvektoren der anderen Ebene darstellen lassen (linear Abhängig sein) |
Man prüft, ob sie Vielfache voneinander sind. Ansatz: |
Alle Funktionen mit einer geraden Potenz von x im Nenner und einer positiven Zahl im Zähler (oder Vorfaktor) haben einen ähnlichen Verlauf, z.B. |
Alle Funktionen mit einer ungeraden Potenz von x im Nenner und einer positiven Zahl im Zähler (oder Vorfaktor) haben einen ähnlichen Verlauf, z.B. |
Alle Funktionen mit einem Geraden Exponenten und einen positiven Vorfaktor haben einen ähnlichen Verlauf, z.B. |
Alle Funktionen mit einem ungeraden Exponenten und einen positiven Vorfaktor haben einen ähnlichen Verlauf, z.B. |
In Worten: Man bestimmt den Verbindungsvektor von Q nach P und zieht diesen von Q ab, bzw. addiert den Gegenvektor (umgekehrte Richtung) zu Q. |
Man bildet zunächst das Vektorprodukt der beiden Richtungsvektoren und erhält den Normalenvektor. Aus diesem bildet man die Vorfaktoren n1,n2,n3 der Koordinatenform. Durch Einsetzen des Stützvektors für x bestimmt man d. zur Erinnerung: |
Man schreibt jede Koordinate in eine eigene Zeile und entfernt durch das Additionsverfahren (wie beim Gaußverfahren) die beiden Parameter aus einer Zeile: |
Es muss gelten F'(x)=f(x) . Man leitet also F(x) ab und zeigt, dass f(x) herauskommt (Hauptsatz der Differenzial und Integralrechnung) |
Zwei Geraden sind orthogonal, wenn ihre Richtungsvektoren orthogonal sind (d.h. Skalarprodukt = 0). Um zu prüfen, ob sich beide Geraden schneiden setzt man sie gleich (Achtung: Verschiedene Parameter wählen) und bestimmt den Schnittpunkt. |
Die Richtungsvektoren müssen Vielfache voneinander sein und der Stützvektor der einen Geraden darf nicht auf der anderen Geraden liegen. Alternativ: Man könnte die Geraden mit zwei verschiedenen Parametern gleichsetzen und erhält im Falle der Parallelität ein Unlösbares LGS. |
Sie haben die gleiche Steigung |
Das Produkt ihrer Steigungen ergibt -1. Hinweis: Für die Steigung der Normalen und der Tangentensteigung gilt ja |