3.1 Die Ableitung der Winkelfunktionen
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Wir werden uns in diesem Abschnitt mit den drei Winkelfunktionen:
f(x) = sin(x)
f(x) = cos(x)
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f(x) = tan(x)
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und deren erster Ableitung beschäftigen.
Die Ableitungsregeln für die Sinus- und Cosinusfunktion sehen folgendermaßen aus:
f(x)= sin(x)
f '(x)= cos(x)
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f(x)= cos(x)
f '(x)= -sin(x)
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FRAGE: Kannst du irgendeine Beziehung zwischen den beiden Funktionen erkennen?
Die Ableitung der Tangensfunktion sieht folgendermaßen aus:
f(x)= tan(x)
f '(x)= 1+tan(x) oder = 1 / cos2(x)
FRAGE: Ist die erste Ableitung der Tangensfunktion überall definiert?
Zeichne dir zur Wiederholung die drei Winkelfunktionen in dein Heft und schreibe die Ableitungsregeln dazu!
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3.2 Die Produktregel
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Hat man ein Produkt von zwei Funktionen u(x) · v(x) muss man die Produktregel zum bestimmen der Ableitung verwenden!
Die Produktregel lautet: (u · v) = u'(x) · v(x) + u(x) · v'(x)
Bsp: Es ist die Funktion f(x)= 3x² · ex (3x² = u(x),ex = v(x)) gegeben.
Nach der Produktregel wird gerechnet: f '(x) = 6x · ex + 3x² · ex
Schreibe die Produktregel in dein Schulheft!
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3.4 Die Quotientenregel
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Hat man einen Quotienten von zwei Funktionen u(x) / v(x) muss man die Quotiententregel zum bestimmen der Ableitung verwenden!
Die Quotientenregel lautet: (u / v)' = (u' · v - u · v') / v²
Bsp: Es ist die Funktion f(x) = sin(x) / x gegeben.
Nach der Quotientenregel wird gerechnet: (f '(x) = cos(x) · x - sin(x)· 1) / x²
Schreibe die Quotientenregel in dein Schulheft!
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3.5 Die Kettenregel
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Die Kettenregel muss verwendet werden wenn man eine verkettete Funktion hat; man sagt auch einen innere und eine äußere Funktion.
So eine Funktion ist z.B.: f(x) = cos(2x)
An diesem Beispiel ist cos(..) die äußere Funktion und 2x die innere Funktion
Die Kettenregel lautet: f '(x) = Ableitung der äußernen Funktion · Ableitung der inneren Funktion
(oder auch kurz: äußere mal innere Ableitung)
Bsp: Es ist die Funktion f(x) = cos(2x) aus dem obigen Text gegeben.
Nach der Kettenregel wird gerechnet: f '(x) = -sin(2x) · 2
ACHTUNG!: Das Anwenden der Kettenregel ist eine häufige Fehlerquelle, da oft leicht ÜBERSEHEN wird dass man die innere Ableitung auch bilden muss!
Schreibe die Kettenregel in dein Schulheft!
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