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Tangentengleichung über Normalform

Wie man t(x)=mx+b für eine Tangente findet

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Basiswissen


Gegeben ist eine Funktionsgleichung f(x) und der x-Wert eines Punktes auf dem Graphen. Daraus kann man die Gleichung y=mx+b der Tangente an dem Punkt bestimmen. Das wird hier Schritt für Schritt erklärt.



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Für einen bestimmten Punkt auf einem gegebenen Graphen f(x) legt man eine Tangente, also eine Gerade an. Für diese Gerade ist die Funktionsgleichung t(x) gesucht.☛


Aufabentyp


  • Gegeben ist die Funktion, z. B.: f(x)=x².
  • Gegeben ist ist eine Stelle xo (sprich: x-Null), im Beispiel xo=1.
  • Auf dem Graphen von f(x) gibt es einen Punkt mit diesem x-Wert.
  • An diesen Punkt soll eine Tangente angelegt werden.
  • Eine Tangente ist immer eine Gerade.
  • Gesucht ist ihre Gleichung in Normalform.

I. Normalform aufschreiben


  • Schreibe die Normalform hin: t(x)=mx+b.
  • (Oft findet man statt f(x) auch y, also: y=mx+b)
  • Ziel ist es, für m und b Zahlen zu bestimmen.
  • Das m ist die Steigung der Tangente.
  • Das b ist ihr y-Achsenabschnitt.

II. Berührpunkt bestimmen


  • Dort wo die Tangente den Graphen von f(x) berührt ...
  • dort haben f(x) und die Tangente dieselben x- und y-Werte.
  • Der x-Wert, manchmal auch Stelle genannt, ist meistens gegeben.
  • Wenn man den gegeben x-Wert (hier 1) in f(x) einsetzt, ...
  • dann hat man automatisch den y-Wert von f(x) und ...
  • damit auch von der Tangente, im Beispiel: f(1)=1
  • Der Berührpunkt ist auch ein Punkt der gesuchten Tangente.
  • Was noch fehlt ist die Steigung der Tangente.
  • Diese wird im nächsten Schritt berechnet.

III. Steigung m bestimmen


  • Dort wo x=1 ist berührt die Tangente den Graph von f(x).
  • Das Berühren meint automatisch auch, dass, ...
  • f(x) und t(x) an dem Berührpunkt dieselbe Steigung haben.
  • Von f(x) kann man die Steigung über die erste Ableitung finden.
  • Man leitet f(x) dann ab zu f'(x) und setzt den ...
  • in der Aufgabenstellung vorgegebenen x-Wert ein.
  • Im Beispiel: f'(x)=2x, dafür x=1 einsetzen gibt: 2
  • Die Steigung m der Tangente ist dann m=2.
  • Jetzt kennt man die Steigung der Tangente.
  • Und man kennt einen Punkt der Tangente (Schritt II)
  • Damit kann man im nächsten Schritt die Geradengleichung aufstellen.

IV Geradengleichung aufstellen


  • Jetzt hat man die Steigung und einen Punkt einer Geraden.
  • Wie man daraus zu einer Geradengleichung (mit b) kommt ist ...

V Ergebnis aufschreiben


  • Im Beispiel wäre das Ergebnis t(x)=2(x-1)+1
  • Vereinfacht gibt das: t(x)=2x-1 ✔