Vom Steckbrief zu den Bedingungen
Typische Abituraufgabe: Ein Profil — Rampe, Brücke, Straße — soll durch eine ganzrationale Funktion beschrieben werden. Jede Aussage im Text wird zu einer Gleichung für die unbekannten Koeffizienten.
- Ansatz:Grad \(n\) → \(n+1\) Koeffizienten → \(n+1\) unabhängige Bedingungen.
- Punkt:„geht durch \(P(2\,|\,3)\)“ → \(f(2)=3\).
- Extrempunkt:„Hochpunkt \(H(1\,|\,2)\)“ → \(f(1)=2\) und \(f'(1)=0\).
- Wendepunkt:\(f''(x_W)=0\), dazu \(f(x_W)=y_W\), wenn die Höhe bekannt ist.
- Steigung:„Steigung \(-1{,}5\) bei \(x=2\)“ → \(f'(2)=-1{,}5\); „waagerecht“ heißt \(f'=0\).
- Symmetrie:zur \(y\)-Achse → nur gerade Exponenten, zum Ursprung → nur ungerade.
Lies den Steckbrief oben im Applet und setze genau so viele Bausteine ins LGS, wie der Ansatz Unbekannte hat. Ein Klick auf eine Gleichung im LGS nimmt sie wieder heraus. Dann „LGS lösen“ — der Graph zeigt, ob alle Vorgaben erfüllt sind.
Bausteine — anklicken, um sie ins LGS zu setzen:
Mein LGS
Halte fest: Jede Aussage im Text wird zu einer Gleichung. Fehlt eine, ist die Lösung nicht eindeutig; ist eine falsch übersetzt, verfehlt der Graph die Vorgabe.
LGS lösen und prüfen
Das LGS löst im Prüfungsteil B der Rechner. Hilfsmittelfrei kommen nur kleine Systeme vor — oft hilft dort die Symmetrie.
Herleitung:
- fx-CG50:MENU A (Gleichung), F1 (SIMUL), Anzahl der Unbekannten mit F2 (3) oder F3 (4), Koeffizienten je mit EXE, dann F1 (SOLVE).
- TI-Nspire CAS:menu → 3 Algebra → 7 Gleichungssysteme lösen, oder direkt \(\text{solve}(\ldots\text{ and }\ldots,\{a,b,c,d\})\).
- Probe:alle Eigenschaften aus dem Text kontrollieren — auch die, die nicht im LGS stehen (Art des Extrempunkts, Lage im Intervall).
Kurvenanpassung: Grad \(n\) \(\Rightarrow\) \(n+1\) Bedingungen \(\Rightarrow\) LGS lösen \(\Rightarrow\) Probe
Allgemeine Hinweise
Extrempunkt heißt zwei Gleichungen
\(H(1\,|\,2)\) liefert \(f(1)=2\) und \(f'(1)=0\). Wer nur eine davon notiert, hat eine Gleichung zu wenig.
Notwendig ist nicht hinreichend
\(f'(x_0)=0\) allein macht noch keinen Hochpunkt. In der Probe \(f''(x_0)<0\) oder den Vorzeichenwechsel von \(f'\) prüfen.
Symmetrie zuerst nutzen
Symmetrie streicht Koeffizienten, bevor gerechnet wird. Bedingungen wie \(f(-4)=0\) bringen dann nichts Neues — sie machen das LGS nicht mehr eindeutig lösbar.
