Kategorie: a-mathe

  • Rotationskörper Volumen berechnen – Aufgaben, Beispiele und Erklärung

    Rotationskörper – Volumen berechnen

    Möchte man von einem Rotationskörper das Volumen berechnen, so muss man wissen wie man die Fläche unter einer Kurve bestimmt. Sind diese Kenntnisse da, dann ist die Berechnung der Rotationskörper ganz einfach.
    Doch immer zuerst die wichtige Frage: Wozu braucht man das? Die Antwort ist ganz einfach. Es gibt Körper, wie etwa Würfel, deren Volumen man ganz einfach berechnet, indem man Höhe * Breite* Höhe macht. Es gibt aber Körper, deren Volumen so nicht berechnet werden können. Solche Körper sind zum Beispiel Kühltürme oder Sektgläser.

    Der Graph der Funktion stellt die die Seitenlinie eines Körpers dar und die X Achse ist die Linie, die genau in der Mitte des Körpers ist. Jetzt haben wir aber noch keinen Körper, sondern nur einfache Linien, die ein 2 dimensionales Bild darstellen. Um das Bild bzw. den Körper 3 dimensional zu machen muss der Körper mit π multipliziert werden.

    Multiplikation mit π bedeutet, dass sich der Körper 360° dreht und dabei ein Rotationskörper entsteht. 

    Rotationskörper Volumen berechnen Beispiel

    So jetzt rechnerisch:
 Unser Sektglas hat die Funktion: f(x)= π

    Nehmen wir an, dass unser Sektglas die Höhe 10cm hat. So jetzt haben wir unsere Ober und Untergrenze. So lautet unsere Funktion für den Rotationskörper:     
     π* 2 dx
    Wichtig ist, dass man die Funktion im Taschenrechner quadriert! Also ()2 . Dann gibt man die Ober- und Untergrenze im Taschenrechner ein und lässt die Fläche bestimmen. wenn die Fläche unterhalb der quadrierten Funktion bestimmt wurde, müssen wir unser Ergebnis nur noch mit π multiplizieren.

    Unser Ergebnis lautet:  157,08 cm^3

  • Stammfunktion bilden – aufleiten Beispiele und Regeln

    Stammfunktionen zu bilden ist in der Mathematik essentiell. Ohne Stammfunktion kann man zum Beispiel keine Integralrechnung durchführen. Eine Stammfunktion ist die aufgeleitete Form einer Funktion, mit der man bei verschiedenen Funktionen die Fläche unter der Kurve ausrechnen kann.

    Wie eine Stammfunktion aussieht, das erkläre ich euch :

    Wie wir bereits wissen existieren mehrere Funktionsarten, darunter die e-Funktion und die ganzrationale Funktion.


    Stammfunktion einer ganzrationalen Funktion

    angenommen es ist die Funktion f(x) = 3x2 gegeben und wir sollen davon die Stammfunktion bilden. Wir müssen dafür den Exponent von x, in diesem Fall die Zahl 2, um 1 erhöhen.

    => aus f(x) = 3x2 wird 3x3

    So, jetzt müssen wir noch die Zahl, die als Exponent von x neu gebildet wurde, auch noch als Nenner zu der Zahl vor x nehmen und einen Bruch bilden.

    => aus 3x2 wird F(x) = x3 + c

    Am Ende der Stammfunktion schreibt man noch c als eine unbekannte Zahl hin, da diese Zahl eine beliebige Zahl sein kann. Das macht man aus dem Grund, weil beim Ableiten einer Funktion die Zahl ohne x wegfällt!

    Damit haben wir die Stammfunktion gebildet.


    Stammfunktion einer trigonometrischen Funktion


    die Regeln der Ableitung werden umgekehrt: aus +Sinus wird -Cosinus und aus + Cosinus wird + Sinus.

    Haben wir eine Funktion, die aus mehreren Funktionen besteht wie etwa : f(x) = 3x2+sin(x) , dann wenden wie das bereits Gelernte an: zuerst leiten wir 3x2 auf und danach +sin(x).


    Daraus ergibt sich: F(x)= x3 – cos(x).


    Stammfunktion einer Exponentialfunktion


    Bei einer Exponentialfunktion wird bei der Ableitung von ex nichts verändert. So auch bei der Aufleitung.

    Aber wenn die Funktion f(x) = e3x gegeben ist, dann muss man einfach die Zahl, die vor x steht, als Nenner zu der Zahl vor e nehmen und einen Bruch bilden:

    aus f(x) = e3x wird folglich F(x) = (1:3)e3x .

    Durch die Ableitung kann man das Ergebnis überprüfen.

  • Nullstellen einer e-Funktion berechnen bzw. bestimmen

    Nullstellen bei einer Exponentialfunktion bestimmen

     
    In diesem Artikel wollen wir uns mit dem Thema Exponentialfunktion und die Bestimmung der Nullstellen beschäftigen. Zuerst ist es wichtig zu wissen was Exponentialfunktionen sind, damit man sie besser verstehen und später auch die Nullstellen bestimmen kann.
     
    E-Funktionen werden vor allem in den Naturwissenschaften, wie etwa Physik und Chemie verwendet um z.B. den radioaktiven Zerfall und die Halbwertszeit zu bestimmen.
    Dabei ist es wichtig zu wissen, dass -e- ein fester Wert und keine Variable ist. Der Wert von -e-, was die Abkürzung der "Eulerischen Zahl " ist, beträgt etwa 2,71.
     
    Außerdem ist es wichtig zu wissen, dass die einfache e-Funktion keine Nullstellen hat. Dieser Zustand kann sich aber ändern, wenn die Funktion nach unten verschoben wird:
    z.B : f(x) = ex => f(x)= ex -2
    In diesem Fall schneidet der Funktionsgraph die X Achse und so ergibt sich eine Nullstelle.
     

    Nullstellen e-Funktion bestimmen bzw. berechnen Anleitung

     
    Die Nullstelle zu bestimmen ist einfach. Dazu verwendet man im Normallfall den Taschenrechner. Die Taste ln ist für die Bestimmung des X-Werts einer Exponentialfunktion gedacht.
     
    Dazu folgende Vorgehensweise:
     
    f(x)= ex -2
    wir setzen y=0 , denn bei einer Nullstelle ist der Y-Wert gleich 0:
    0= ex -2
     
    e-Funktion ex -2 gezeichnet:
    e-funktion
    Jetzt addieren wir +2 auf jeder Seite, weil wir nach x auflösen müssen:
    0= ex -2 |+2
    2= ex
     
    Jetzt haben wir es fast geschafft. Wir müssen jetzt nur noch mit der ln-Taste den X-wert bestimmen.
     
    Wir logarithmieren unsere Funktion und schreiben sie jetzt folgender Maßen auf:
    ln 2 = x ln e
     
    Indem wir logarithmieren, können wir den Exponent x vor ln e schreiben. Der Wert von ln e beträgt 1.
     
    Das heißt, dass wir jetzt auf der einen Seite ln 2 und auf der anderen Seite x ln e oder x*1 haben. Jetzt folgt der letzte Schritt.
    Wir müssen nur noch im Taschenrechner ln2 eingeben und bekommen den Wert für die Nullstelle raus:
     
    ln2 = x
     
    x= 0,69 => Die Nullstelle befindet sich am Punkt (0,69/0)