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4. AB Graphisches Ableiten Schritt für Schritt

Vorgehensweise beim graphischen Ableiten

Unter graphischem Ableiten versteht man, dass ausgehend vom Graph einer Bestandsfunktion (ohne den Funktionsterm zu kennen) der Graph der Ableitungsfunktion qualitativ (nicht unbedingt 100% exakt) skizziert wird. Gehen Sie die Schritte dazu mithilfe des Applets durch und beantworten Sie die Verständnisfragen zu jedem Schritt:

Graphisch_Ableiten_Schritte

1. Schritt

Suchen Sie die Extrempunkte (Stellen mit Steigung Null) der Bestandfunktion. Begründen Sie, dass der Graph der Ableitungsfunktion an diesen Stellen Nullstellen besitzt.

2. Schritt

Zeichnen Sie diese Punkte des Graphen der Ableitungsfunktion ein. Wie lautet die y-Koordinate für diese Punkte?

3. Schritt

Zeichnen Sie durch die Nullpunkte Geraden parallel zur y-Achse. Begründen Sie, dass diese Geraden die Grenzen der Monotoniebereiche der Bestandsfunktion bilden.

4. Schritt

Teilen Sie nun die Bereiche in monoton wachsend und fallend ein. Vervollständigen Sie die beiden Aussagen Ist der Graph der Bestandsfunktion in einem Bereich wachsend, dann verläuft der Graph der Ableitungsfunktion... Ist der Graph der Bestandsfunktion in einem Bereich fallend, dann verläuft der Graph der Ableitungsfunktion...

5. Schritt

Markieren Sie nun die Bereiche, in denen der Graph der Ableitungsfunktion verlaufen wird farbig: Ist der Graph der Bestandsfunktion in einem Bereich wachsend, dann markieren Sie den Bereich oberhalb der x-Achse farbig. Ist der Graph der Bestandsfunktion in einem Bereich fallend, dann markieren Sie den Bereich unterhalb der x-Achse farbig. Erläutern Sie, warum der Graph der Ableitungsfunktion in den farbigen Bereichen verlaufen wird.

6. Schritt

Zwischenfazit: Notieren Sie, was Sie bereits über den Graph der Ableitungsfunktion wissen. Der Graph der Ableitungsfunktion verläuft durch...

7. Schritt

Identifizieren Sie die Wendepunkte des Graphen der Bestandsfunktion (Punkte mit maximaler Steigung/Gefälle) und bestimmen Sie jeweils ungefähr die Steigung m der Tangente (Wendetangente) in diesen Punkten. Erläutern Sie den Zusammenhang zwischen den Stellen der Wendepunkte der Bestandsfunktion und den Extremstellen der Ableitungsfunktion.

8. Schritt

Tragen Sie die Extrempunkte der Ableitungsfunktion ein. Begründen Sie, dass die y-Koordinate der Extrempunkte der Ableitungsfunktion die Steigung der Wendetangente der Bestandsfunktion entspricht.

9. Schritt

Zeichnen Sie nun (ruhig etwas mutig) mit dem Stiftwerkzeug Toolbar Image die Ableitungskurve ein - blenden Sie erst danach die Lösung ein!
Quellen: Diese und weitere Aktivitäten finden sich im GeoGebra-Buch Graphisches Ableiten und Ableitungsfunktion (https://www.geogebra.org/m/csht6afh). Quellenautoren: Applet Michael Frankenstein.