Lokale Änderungsrate verstehen
Die lokale Änderungsrate (auch momentane Änderungsrate genannt) beschreibt, wie stark sich eine Funktion an einem ganz bestimmten Punkt ändert. Anders als die mittlere Änderungsrate, die einen Bereich betrachtet, fokussiert sie sich auf einen einzigen Punkt.
Mathematisch ist die lokale Änderungsrate der Grenzwert des Differenzenquotienten - also die Ableitung f'(x₀) an der Stelle x₀. Diese entspricht genau der Tangentensteigung am betrachteten Punkt.
Der Differenzenquotient lautet: x−x0f(x)−f(x0). Für die lokale Änderungsrate nähern wir x beliebig nah an x₀ an: f′(x0)=limx→x0x−x0f(x)−f(x0).
Merke: Die Sekante verbindet zwei Punkte und gibt die mittlere Änderungsrate an. Die Tangente berührt den Graphen nur an einem Punkt und zeigt die lokale Änderungsrate.
Beispielrechnung: Für f(x) = 4x² an der Stelle x₀ = 5 erhältst du durch Einsetzen und Vereinfachen f'(5) = 40. Das bedeutet: An der Stelle x = 5 steigt die Funktion mit einer Steigung von 40.
Die h-Methode ist eine alternative Schreibweise: hf(x0+h)−f(x0), wobei h gegen 0 geht. Mit dieser Methode kannst du sowohl spezifische Werte als auch allgemeine Ableitungsfunktionen bestimmen.