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Tangentengleichung

Dreißig interaktive Aufgaben rund um \(g(x)=mx+b\) — vom Ableitungswert als Steigung über den Neigungswinkel bis zur Tangente durch einen Punkt außerhalb des Graphen.

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Übungsaufgaben

Die Aufgaben sind nach Anforderungsbereichen geordnet. Die ersten fünf sichern das Handwerk: Begriffe, Ableitungswert als Steigung, \(b\) durch Einsetzen. In der Mitte wird gerechnet — Neigungswinkel, Nullstellen von Tangenten, Brüche als Achsenabschnitt, dazu eine Fehlersuche und eine Sachaufgabe zur Skiflugschanze. Die letzten drei Aufgaben drehen die Fragestellung um: Dort ist die Steigung oder ein Punkt vorgegeben und die Berührstelle gesucht. Jede gelöste Aufgabe zählt oben in der Fortschrittsleiste mit.

1Die Vokabeln der TangenteAFB I

Fünf Fachbegriffe fehlen im Text. Setzen Sie die passenden Wörter ein — zwei bleiben übrig.

Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.

Eine Tangente ist eine , die den Graphen von \(f\) im Berührpunkt berührt und dort dieselbe hat wie der Graph. Diese Zahl ist der Wert der an der Berührstelle \(x_0\), also \(m=f'(x_0)\). Setzt man anschließend den Berührpunkt in den Ansatz \(g(x)=mx+b\) ein, so erhält man den . Die Gerade durch zwei Punkte des Graphen, aus der durch den Grenzübergang die Tangente entsteht, heißt übrigens .

Nur der zweite Schritt hat mit Differenzialrechnung zu tun: \(m=f'(x_0)\). Alles andere ist das Aufstellen einer Geradengleichung wie in der Mittelstufe.
2Die Tangente Schritt für SchrittAFB I

Gegeben ist \(f(x)=x^{2}\).

Berechnen Sie die Tangente an den Graphen von \(f\) an der Stelle \(x_0=3\) — in drei Schritten.

Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft. Dezimalzahlen mit Komma oder Punkt.
  1. \(f(3)=\;?\)
  2. \(f'(x)=2x\), also \(m=f'(3)=\;?\)
  3. Aus \(9=6\cdot 3+b\) folgt \(b=\;?\)
Die Tangente lautet \(g(x)=6x-9\). Probe: \(g(3)=18-9=9=f(3)\) ✓
3Steigung und AchsenabschnittAFB I

Gegeben ist \(f(x)=0{,}5x^{2}\) und die Berührstelle \(x_0=4\).

Bestimmen Sie \(m\) und \(b\) der Tangente \(g(x)=mx+b\).

Beide Werte eintragen, Enter prüft. Brüche dürfen als -1/6 geschrieben werden.
\(f'(x)=x\), also \(m=f'(4)=4\). Wegen \(f(4)=8\) gilt \(8=4\cdot 4+b\), damit \(b=-8\) und \(g(x)=4x-8\).