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So werden dir die Unterschiede zwischen dem Differenzenquotient und dem Differenzialquotient bzw. der mittleren Änderungsrate und der lokalen Änderungsrate bewusst und du verstehst das Thema "mittlere Änderungsrate" besser. Eigentlich ist dieses Thema nämlich gar nicht so schwer! Mittlere Änderungsrate - Das Wichtigste auf einen Blick Die mittlere Änderungsrate beschreibt wie schnell und wie stark sich etwas in einer bestimmten Periode ändert. Somit kann man beispielsweise Durchschnittsgeschwindigkeiten oder mittlere Steigungen damit berechnen. Dies tust du durch den Differenzenquotienten. Die mittlere Änderungsrate kannst du dir grafisch als Sekantensteigung zwischen zwei Punkten vorstellen. Diese zeigt dir dann grafisch die Steigung bzw. die durchschnittliche Zu- oder Abnahme einer Funktion in diesem Intervall.
Mittlere und momentane Änderungsrate Definition Der Unterschied zwischen mittlerer und momentaner Änderungsrate anhand eines Beispiels: Beispiel Die Funktion sei f(x) = x 2. Dabei kann man sich ein kleines ferngesteuertes Auto vorstellen, dass in x Sekunden f(x) Meter (vom Startpunkt aus betrachtet) zurücklegt, also nach 1 Sekunde 1 2 = 1 Meter, nach 2 Sekunden 2 2 = 4 Meter, nach 3 Sekunden 3 2 = 9 Meter usw. (das Auto wird immer schneller). Nun soll die mittlere Geschwindigkeit (allgemein: die mittlere Änderungsrate) im Intervall [2, 5], also 2 bis 5 Sekunden berechnet werden. Dazu werden die Funktionswerte für 2 und 5 in Meter berechnet: f(2) = 2 2 = 4. f(5) = 5 2 = 25. Die mittlere Geschwindigkeit in dem Intervall ist dann: $$\frac{25 m - 4 m}{5 s - 2 s} = \frac{21 m}{3 s} = 7 \frac{m}{s}$$ Diese mittlere Geschwindigkeit / Änderungsrate gibt an, um wieviele Meter sich das Auto pro Sekunde im Durchschnitt in dem Intervall bewegt: um 7 m/s. Von den 4 Meter ausgehend bei 2 Sekunden kommen pro Sekunde 7 Meter dazu und bei 3 Sekunden bis 5 sind das 21 Meter und das Auto ist bei 25 Meter angelangt.
Dokument mit 10 Aufgaben Aufgabe A1 Lösung A1 Aufgabe A1 Während eines Dauerregens wird die Wassermenge V (in Liter) in einer Regentonne in Abhängigkeit von der Zeit t (in Minuten) gemessen: Zeit in t 0 1 3 5 Volumen V 25 29, 2 37, 6 58 Berechne die mittlere Volumenänderung pro Minute in den ersten 5 Minuten. Übertrage die Messdaten in das Koordinatensystem und kennzeichne die mittlere Volumenänderung durch ein Steigungsdreieck. Aufgabe A2 Lösung A2 Aufgabe A2 Die Flughöhe einer Rakete nach dem Start hängt von der Zeit ab. Für eine Saturn-V-Rakete kann die Flugbahn (in Metern) näherungsweise durch die Funktion f(x)=1, 17x 2 +5, 99x in Abhängigkeit von der Zeit x (in Sekunden) beschrieben werden. Berechne die Änderungsrate der 3. und 7. Sekunde, der 3. und 5. und 4. Sekunde. Interpretiere diese Änderungsraten. Aufgabe A3 (4 Teilaufgaben) Lösung A3 Aufgabe A3 (4 Teilaufgaben) Die Höhe einer Kresse Pflanze wurde über mehrere Tage bestimmt (siehe Tabelle). Tage d Höhe in mm 2 4 6 7 8 9 Trage die Messpunkte in das Koordinatensystem ein und verbinde sie mit einer Kurve.
Wie groß ist die mittlere Geschwindigkeit in den ersten drei Sekunden? Bestimmen Sie die mittlere Geschwindigkeit in der Zehntelsekunde, die auf die ersten drei Sekunden folgt. Vergleichen Sie mit dem Ergebnis aus der vorherigen Fragestellung. [2] Ein Fahrzeug wird abgebremst. Für den in der Zeit t zurückgelegten Weg s(t) gilt s(t) = 20t - t 2, für 0 ≤ t ≥ 10 (s in Meter, t in Sekunden). Stellen Sie den Funktionsgraphen auf einem geeigneten Definitionsbereich dar. Wählen Sie ggf. ein anderes Verhältnis der Einheiten von x und y-Achse zueinander. Wieviele Meter hat legt das Fahrzeug in den ersten, zweiten 5 Sekunden zurück? Was beschreibt der Wert für die mittlere Änderungrate? Wann kommt das Fahrzeug zum Stillstand? [1] aus: Mathematik Gymnasiale Oberstufe Berlin Leistungskurs MA-1, Cornelsen-Verlag, Berlin 2010, S. 79 [2] siehe auch: Lambacher - Schweizer, Analysis Leistungskurs Gesamtband, Ausgabe A, Klett-Verlag, 2007, S. 46 Allgemeine Tipps & Klicks Was? Wie? Wann? Arbeitsblatt neu laden Reload-Button im Arbeitsblatt oben rechts Das Arbeitsblatt soll in den Anfangszustand zurückgesetzt werden; das Arbeitsblatt lässt sich nicht mehr richtig nutzen.
Erhöht man ausgehend von 3 Sekunden die Zeit um eine Hundertstel Sekunde, ändert sich die Geschwindigkeit um näherungsweise 6 mal 0, 01 = 0, 06 Einheiten (f(3) war 3 2 = 9 und f(3, 01) = 3, 01 2 = 9, 0601). Alternative Begriffe: Änderungsraten.