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Mathe Abitur: Analysis Aufgaben, Zusammenfassung und Lösungen

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Mathe Abitur: Analysis Aufgaben, Zusammenfassung und Lösungen
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Simo

@reatraveld

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Die Analysis im Mathematik-Abitur umfasst grundlegende Konzepte der Differentialrechnung und deren Anwendungen. Schwerpunkte sind Ableitungen, Monotonie, Krümmung sowie Extremwertprobleme. Diese Mathe Abitur Analysis Zusammenfassung PDF bietet einen umfassenden Überblick über die wichtigsten Themen und Methoden.

• Ableitungen und ihre Regeln bilden das Fundament der Analysis
• Monotonie und Krümmung von Funktionen werden mithilfe von Ableitungen untersucht
• Extremwertprobleme, auch mit Nebenbedingungen, sind ein zentrales Anwendungsgebiet
• Praktische Aufgaben wie Trassierungen zeigen die Relevanz der Analysis

25.5.2021

5634

analysis
Ableitung und Ableitungsfunktion
Differenzenquotient an der Stelle a für h→0 gegen einen Grenzwert strebt, so ist f
an der Stelle a

Krümmung und Monotonie

Diese Seite behandelt die Monotonie von Funktionen und deren Zusammenhang mit der ersten und zweiten Ableitung. Sie ist entscheidend für das Verständnis des Funktionsverhaltens.

Der Monotoniesatz wird vorgestellt:

Definition: Eine Funktion f heißt streng monoton wachsend auf einem Intervall I, wenn für alle x₁, x₂ ∈ I mit x₁ < x₂ gilt: f(x₁) < f(x₂)

Der Monotoniesatz besagt:

  • Ist f'(x) > 0 für alle x ∈ I, so ist f streng monoton wachsend auf I
  • Ist f'(x) < 0 für alle x ∈ I, so ist f streng monoton fallend auf I

Die Krümmung einer Funktion wird durch die zweite Ableitung bestimmt:

  • Ist f"(x) > 0, ist der Graph linksgekrümmt (Linkskurve)
  • Ist f"(x) < 0, ist der Graph rechtsgekrümmt (Rechtskurve)

Vocabulary: Linkskurve - eine Kurve, die nach links gekrümmt ist Vocabulary: Rechtskurve - eine Kurve, die nach rechts gekrümmt ist

Die Seite erklärt auch, wie man Extrem- und Wendepunkte bestimmt:

  • Extrempunkte treten auf, wenn f'(x) = 0 ist und das Vorzeichen wechselt
  • Wendepunkte treten auf, wenn f"(x) = 0 ist und f" einen Vorzeichenwechsel hat

Highlight: Für Extremwertprobleme mit Nebenbedingungen wird eine Strategie in 5 Schritten vorgestellt

analysis
Ableitung und Ableitungsfunktion
Differenzenquotient an der Stelle a für h→0 gegen einen Grenzwert strebt, so ist f
an der Stelle a

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Ableitung und Ableitungsfunktion

Die erste Seite führt in die grundlegenden Konzepte der Analysis Mathe ein. Sie behandelt die Definition der Ableitung, graphisches Ableiten und wichtige Ableitungsregeln.

Der Differenzenquotient wird als Ausgangspunkt für die Definition der Ableitung verwendet. Wenn dieser für h→0 gegen einen Grenzwert strebt, ist die Funktion an der Stelle a differenzierbar. Dieser Grenzwert wird als f'(a) bezeichnet.

Definition: Die Ableitung f'(a) ist der Grenzwert des Differenzenquotienten für h→0: f'(a) = lim (f(a+h)-f(a))/h

Es werden verschiedene Ableitungsregeln vorgestellt, darunter:

  • Potenzregel
  • Faktorregel
  • Summen- und Differenzregel
  • Produktregel
  • Quotientenregel
  • Kettenregel

Beispiel: Anwendung der Produktregel: f(x) = 5x(1-x)² f'(x) = 5(1-x)² + 5x(-2)(1-x) = 5(1-x)² - 10x(1-x)

Die Seite enthält auch eine Übersicht über die Ableitungen häufig verwendeter Funktionen wie Potenz-, Exponential- und trigonometrische Funktionen.

Highlight: Die Kettenregel ist besonders wichtig für das Ableiten zusammengesetzter Funktionen: f'(x) = u'(v(x)) · v'(x)

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Ableitung und Ableitungsfunktion
Differenzenquotient an der Stelle a für h→0 gegen einen Grenzwert strebt, so ist f
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Trassierungsaufgaben

Die letzte Seite behandelt Trassierungsaufgaben, die in der Analysis Mathe häufig vorkommen. Diese Aufgaben beschäftigen sich mit dem Anschluss von Funktionen an bestehende Graphen.

Ein Beispiel wird vorgestellt:

Beispiel: Gegeben ist die Funktion f(t) = 6e^(0,021t), die das Wachstum von Viren beschreibt. Nach 5 Stunden erhält der Patient ein Gegenmedikament, wodurch sich der Verlauf ändert.

Die Aufgabe besteht darin, eine neue Funktion g(t) = at + b so zu bestimmen, dass sie zum Zeitpunkt t=5 ohne Knick an die alte Funktion anschließt.

Für einen knickfreien Übergang müssen zwei Bedingungen erfüllt sein:

  1. Die y-Werte müssen übereinstimmen (Stetigkeit)
  2. Die Steigungen müssen gleich sein (Differenzierbarkeit)

Dies führt zu einem linearen Gleichungssystem:

g(5) = f(5) ≈ 6,664 g'(5) = f'(5) ≈ 0,14

Highlight: Die Lösung dieses Gleichungssystems liefert die Parameter a und b für die neue Funktion g(t)

Diese Art von Aufgabe zeigt die praktische Anwendung der Analysis Mathe Grundlagen in realen Situationen, wie hier bei der Modellierung von Virenausbreitung und Medikamentenwirkung.

Vocabulary: Trassierungsaufgabe - eine Aufgabe, bei der Funktionen so aneinander angepasst werden müssen, dass sie einen stetigen und differenzierbaren Übergang bilden

Diese Zusammenfassung deckt die wichtigsten Aspekte der Mathe Abitur Analysis Aufgaben mit Lösungen ab und bietet eine solide Grundlage für die Vorbereitung auf das Abitur im Bereich Analysis.

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Ableitung und Ableitungsfunktion
Differenzenquotient an der Stelle a für h→0 gegen einen Grenzwert strebt, so ist f
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Extremwertprobleme mit Nebenbedingungen

Diese Seite demonstriert anhand eines Beispiels, wie man Extremwertaufgaben mit Nebenbedingungen löst. Es geht darum, die Fläche eines Dreiecks zu maximieren.

Die Vorgehensweise wird in mehreren Schritten erläutert:

  1. Skizze anfertigen und Koordinaten eintragen
  2. Formel für die gesuchte Größe aufschreiben (hier: Dreiecksfläche)
  3. Benötigte Größen in der Skizze markieren
  4. Größen durch Variablen ausdrücken
  5. Zielfunktion aufstellen
  6. Hoch-/Tiefpunkte der Zielfunktion suchen

Beispiel: Gegeben ist die Funktion f(t) = 0,05t² - 0,1t + 1,2. Die Zielfunktion für die Dreiecksfläche lautet: A(u) = 1/2 u (-0,05u² - 0,1u + 1,2) = -0,025u³ - 0,05u² + 0,6u

Die Extremstellen werden durch Nullsetzen der ersten Ableitung und Lösen der resultierenden Gleichung gefunden.

Highlight: Die pq-Formel wird zur Lösung der quadratischen Gleichung verwendet

Die Seite erklärt auch, wie man Tangenten an Funktionsgraphen aufstellt:

  1. Steigung m = f'(x₀) berechnen
  2. Berührpunkt (x₀, f(x₀)) bestimmen
  3. Allgemeine Tangentengleichung: y = f'(x₀)(x-x₀) + f(x₀)

Vocabulary: Tangentengleichung - die Gleichung einer Geraden, die eine Kurve in einem Punkt berührt

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Ich liebe diese App ❤️, ich benutze sie eigentlich immer, wenn ich lerne.

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Die Analysis im Mathematik-Abitur umfasst grundlegende Konzepte der Differentialrechnung und deren Anwendungen. Schwerpunkte sind Ableitungen, Monotonie, Krümmung sowie Extremwertprobleme. Diese Mathe Abitur Analysis Zusammenfassung PDF bietet einen umfassenden Überblick über die wichtigsten Themen und Methoden.

• Ableitungen und ihre Regeln bilden das Fundament der Analysis
• Monotonie und Krümmung von Funktionen werden mithilfe von Ableitungen untersucht
• Extremwertprobleme, auch mit Nebenbedingungen, sind ein zentrales Anwendungsgebiet
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Krümmung und Monotonie

Diese Seite behandelt die Monotonie von Funktionen und deren Zusammenhang mit der ersten und zweiten Ableitung. Sie ist entscheidend für das Verständnis des Funktionsverhaltens.

Der Monotoniesatz wird vorgestellt:

Definition: Eine Funktion f heißt streng monoton wachsend auf einem Intervall I, wenn für alle x₁, x₂ ∈ I mit x₁ < x₂ gilt: f(x₁) < f(x₂)

Der Monotoniesatz besagt:

  • Ist f'(x) > 0 für alle x ∈ I, so ist f streng monoton wachsend auf I
  • Ist f'(x) < 0 für alle x ∈ I, so ist f streng monoton fallend auf I

Die Krümmung einer Funktion wird durch die zweite Ableitung bestimmt:

  • Ist f"(x) > 0, ist der Graph linksgekrümmt (Linkskurve)
  • Ist f"(x) < 0, ist der Graph rechtsgekrümmt (Rechtskurve)

Vocabulary: Linkskurve - eine Kurve, die nach links gekrümmt ist Vocabulary: Rechtskurve - eine Kurve, die nach rechts gekrümmt ist

Die Seite erklärt auch, wie man Extrem- und Wendepunkte bestimmt:

  • Extrempunkte treten auf, wenn f'(x) = 0 ist und das Vorzeichen wechselt
  • Wendepunkte treten auf, wenn f"(x) = 0 ist und f" einen Vorzeichenwechsel hat

Highlight: Für Extremwertprobleme mit Nebenbedingungen wird eine Strategie in 5 Schritten vorgestellt

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Die erste Seite führt in die grundlegenden Konzepte der Analysis Mathe ein. Sie behandelt die Definition der Ableitung, graphisches Ableiten und wichtige Ableitungsregeln.

Der Differenzenquotient wird als Ausgangspunkt für die Definition der Ableitung verwendet. Wenn dieser für h→0 gegen einen Grenzwert strebt, ist die Funktion an der Stelle a differenzierbar. Dieser Grenzwert wird als f'(a) bezeichnet.

Definition: Die Ableitung f'(a) ist der Grenzwert des Differenzenquotienten für h→0: f'(a) = lim (f(a+h)-f(a))/h

Es werden verschiedene Ableitungsregeln vorgestellt, darunter:

  • Potenzregel
  • Faktorregel
  • Summen- und Differenzregel
  • Produktregel
  • Quotientenregel
  • Kettenregel

Beispiel: Anwendung der Produktregel: f(x) = 5x(1-x)² f'(x) = 5(1-x)² + 5x(-2)(1-x) = 5(1-x)² - 10x(1-x)

Die Seite enthält auch eine Übersicht über die Ableitungen häufig verwendeter Funktionen wie Potenz-, Exponential- und trigonometrische Funktionen.

Highlight: Die Kettenregel ist besonders wichtig für das Ableiten zusammengesetzter Funktionen: f'(x) = u'(v(x)) · v'(x)

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Trassierungsaufgaben

Die letzte Seite behandelt Trassierungsaufgaben, die in der Analysis Mathe häufig vorkommen. Diese Aufgaben beschäftigen sich mit dem Anschluss von Funktionen an bestehende Graphen.

Ein Beispiel wird vorgestellt:

Beispiel: Gegeben ist die Funktion f(t) = 6e^(0,021t), die das Wachstum von Viren beschreibt. Nach 5 Stunden erhält der Patient ein Gegenmedikament, wodurch sich der Verlauf ändert.

Die Aufgabe besteht darin, eine neue Funktion g(t) = at + b so zu bestimmen, dass sie zum Zeitpunkt t=5 ohne Knick an die alte Funktion anschließt.

Für einen knickfreien Übergang müssen zwei Bedingungen erfüllt sein:

  1. Die y-Werte müssen übereinstimmen (Stetigkeit)
  2. Die Steigungen müssen gleich sein (Differenzierbarkeit)

Dies führt zu einem linearen Gleichungssystem:

g(5) = f(5) ≈ 6,664 g'(5) = f'(5) ≈ 0,14

Highlight: Die Lösung dieses Gleichungssystems liefert die Parameter a und b für die neue Funktion g(t)

Diese Art von Aufgabe zeigt die praktische Anwendung der Analysis Mathe Grundlagen in realen Situationen, wie hier bei der Modellierung von Virenausbreitung und Medikamentenwirkung.

Vocabulary: Trassierungsaufgabe - eine Aufgabe, bei der Funktionen so aneinander angepasst werden müssen, dass sie einen stetigen und differenzierbaren Übergang bilden

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Die Vorgehensweise wird in mehreren Schritten erläutert:

  1. Skizze anfertigen und Koordinaten eintragen
  2. Formel für die gesuchte Größe aufschreiben (hier: Dreiecksfläche)
  3. Benötigte Größen in der Skizze markieren
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Beispiel: Gegeben ist die Funktion f(t) = 0,05t² - 0,1t + 1,2. Die Zielfunktion für die Dreiecksfläche lautet: A(u) = 1/2 u (-0,05u² - 0,1u + 1,2) = -0,025u³ - 0,05u² + 0,6u

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