🌈 Klasse 10 – Hilfe in einfacher Sprache (alle Themen)

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Inhalte:
📘 Produktregel 📘 Quotientenregel 📘 Kettenregel 📈 Extrema 📈 Wendestelle 📈 Tangente ∫ Stammfunktion ∫ Fläche zwischen Funktionen ∫ Mittelwert einer Funktion 📐 Gerade & Ebene 📐 Winkel & Abstände 🔺 Sinusgesetz 🔺 Cosinussatz 🔄 Sinusfunktion 🎲 Binomialverteilung 🎲 Erwartungswert & Varianz 🎲 Standardabweichung 🔢 Kombinatorik ➗ Bruchgleichung √ Wurzelgleichung 📏 Optimierung
📘

Produktregel

Was bedeutet das? Du hast Teil 1 × Teil 2. Beide hängen von x ab. Wir leiten richtig ab.

So kannst du es dir vorstellen: Preis = Anzahl × Stückpreis. Beides ändert sich → Gesamtpreis ändert sich.

u v ×
  1. Schreibe: u = erster Teil, v = zweiter Teil.
  2. Leite u ab → u'.
  3. Leite v ab → v'.
  4. Rezept: u'·v + u·v'

Einfaches Beispiel: u=x, v=x² ⇒ u'=1, v'=2x ⇒ Ergebnis: 3x².

Aus Aufgabe 1: (2x−3)(x²+1) ⇒ f'(x)=2(x²+1)+(2x−3)·(2x)=6x²−6x+2.

💡 Merke: Wenn du zwei Funktionen mal nimmst, brauchst du die Produktregel.
⚠️ Achtung: Viele vergessen, beide Funktionen UND ihre Ableitungen zu nehmen.
🎉 Super! Du kannst Produkte ableiten.
📘

Quotientenregel

Was bedeutet das? Du hast oben / unten (Zähler / Nenner). Beides hängt von x ab.

u v
  1. Setze: u = Zähler, v = Nenner.
  2. Leite ab: u', v'.
  3. Rezept: (u'·v − u·v') / v²

Aus Aufgabe 2: (3x²−1)/(x−2) ⇒ f'(x)=(6x(x−2)−(3x²−1))/(x−2)².

💡 Merke: Brüche ableiten? Dann hilft dir die Quotientenregel.
⚠️ Achtung: Zähler und Nenner müssen richtig eingesetzt werden – Reihenfolge zählt!
📘

Kettenregel

Was bedeutet das? Außen ist eine Form (z. B. Potenz), innen steht eine Klammer.

innen
  1. Außen ableiten.
  2. Mit der Ableitung von innen multiplizieren.

Aus Aufgabe 3: (5x−1)&sup4 ⇒ 4(5x−1)³ · 5 = 20(5x−1)³.

💡 Merke: Wenn in einer Funktion eine andere Funktion steckt, nutzt du die Kettenregel.
📈

Extrema (Hoch‑/Tiefpunkte)

Was bedeutet das? Hier ist die Kurve ganz oben (Max) oder ganz unten (Min).

  1. f'(x)=0 lösen → Kandidaten.
  2. f''(x) prüfen: >0 = Min, <0 = Max.

Aus Aufgabe 4: Max bei x=0, Min bei x=2.

📈

Wendestelle

Was bedeutet das? Die Krümmung wechselt (links‑ zu rechts‑gekrümmt oder umgekehrt).

  1. f''(x)=0 finden.
  2. Prüfen: Vorzeichen der Krümmung wechselt?

Aus Aufgabe 5: x=0 ist Wendestelle.

📈

Tangente

Was bedeutet das? Gerade, die die Kurve in genau einem Punkt berührt.

  1. Steigung m = f'(x₀) berechnen.
  2. Formel: y = m(x−x₀) + f(x₀)

Aus Aufgabe 6: x₀=3 ⇒ y=2x−8.

Stammfunktion

Was bedeutet das? „Rückwärts ableiten“. Wenn F' = f, dann ist F eine Stammfunktion.

  1. Jeden Teil einzeln integrieren.
  2. + C nicht vergessen.

Aus Aufgabe 13: 3x²−4x+5 ⇒ x³−2x²+5x + C.

Fläche zwischen Funktionen

  1. Intervall/Schnittpunkte finden.
  2. Oben − Unten integrieren.

Aus Aufgabe 15: Ergebnis 4,5.

Mittelwert einer Funktion

Was bedeutet das? Durchschnittswert von f auf [a,b].

(1/(b−a)) ∫_a^b f(x) dx

Aus Aufgabe 17: x² auf [0,3] ⇒ 3.

📐

Gerade & Ebene: Schnitt

  1. Gerade x=p+tu in die Ebene einsetzen.
  2. t berechnen → Punkt S einsetzen.

Aus Aufgabe 19: S=(3,3,2).

📐

Winkel & Abstände

Winkel zwischen Vektoren

cos φ = (a·b)/(|a||b|)

Aus Aufgabe 22: φ=arccos(4/9).

Abstand

d(P,g)=|((P−A)×u)|/|u|, d(P,E)=|n·P+d₀|/|n|

Aus Aufgaben 21/23: √29/3 und 4/3.

🔺

Sinusgesetz

Formel: a/sin α = b/sin β = c/sin γ

Aus Aufgabe 28: β ≈ 55°.

💡 Merke: Der Sinus hilft dir, Seiten und Winkel in Dreiecken zu berechnen.
🔺

Cosinussatz

c² = a² + b² − 2ab cos γ

Aus Aufgabe 29: c ≈ 7,21.

🔄

Sinusfunktion

Wichtig: Amplitude A = Höhe, Periode T = Länge eines Zyklus.

Aus Aufgabe 30: A=2, T=2π/3.

🎲

Binomialverteilung

Frage: Wie oft passiert „Erfolg“ in n Versuchen?

P(X=k)=C(n,k)p^k(1−p)^{n−k}

Aus Aufgabe 33: P(X=4)≈0,200.

🎲

Erwartungswert & Varianz

E=np, Var=np(1−p)

Aus Aufgabe 35: E=3, Var=2,1.

🎲

Standardabweichung

Bedeutung: Wie stark streuen die Werte?

σ=√Var

Aus Aufgabe 37: σ≈2,713.

🔢

Kombinatorik

Frage: Wie viele Möglichkeiten?

Aus Aufgabe 36: mit WH: 10&sup5, ohne: 10·9·8·7·6.

💡 Merke: Kombinatorik zeigt dir, wie viele Möglichkeiten es gibt.

Bruchgleichung

  1. Hauptnenner finden.
  2. Mit dem Hauptnenner alles multiplizieren.
  3. Lösen und verbotene Werte prüfen (Nenner ≠ 0).

Aus Aufgabe 39: (x/2)+3/x=4 ⇒ mit 2x multiplizieren ⇒ x²−8x+6=0 ⇒ prüfen.

Wurzelgleichung

  1. Wurzel isolieren.
  2. Beide Seiten quadrieren.
  3. Ergebnis prüfen (Scheinlösungen!).

Aus Aufgabe 40: √(x+1)=x−1 ⇒ x=3 gültig, x=0 nicht.

⚠️ Achtung: Immer Schritt für Schritt nach x auflösen!
📏

Optimierung

Was bedeutet das? Wir suchen das Beste: z. B. größte Fläche.

  1. Größe (z. B. Fläche) als Funktion aufschreiben.
  2. Ableiten und gleich 0 setzen.
  3. Prüfen, ob Maximum.

Aus Aufgabe 43: Zaun an Mauer ⇒ A_max=200 m².

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