Steigung und Ableitung
Mittlere Änderungsrate kennst du eigentlich schon aus dem Alltag. Wenn du mit dem Auto fährst und 120 km in 2 Stunden schaffst, dann war deine Durchschnittsgeschwindigkeit 60 km/h. Genau so funktioniert das auch bei Funktionen!
Der Differenzquotient b−af(b)−f(a) gibt dir die mittlere Änderungsrate einer Funktion im Intervall [a;b] an. Grafisch ist das einfach die Steigung der Sekante durch die beiden Punkte A(a∣f(a)) und B(b∣f(b)).
Bei der lokalen Änderungsrate wird's richtig interessant. Stell dir vor, du willst nicht die Durchschnittsgeschwindigkeit, sondern deine exakte Geschwindigkeit zu einem bestimmten Zeitpunkt wissen. Dafür brauchst du die Ableitung f′(x0).
Die Ableitung entsteht, wenn du den Differenzquotienten x−x0f(x)−f(x0) für Werte von x berechnest, die immer näher an x0 kommen. Der Wert, dem sich das Ergebnis annähert, ist deine Ableitung. Grafisch entspricht das der Tangentensteigung am Punkt P(x0∣f(x0)).
Merktipp: Mittlere Änderungsrate = Sekantensteigung, Lokale Änderungsrate = Tangentensteigung!