Begleitbuch für Mathematik Oberstufe für die Abiturprüfung 2018 Baden-Württemberg - allg. Gymnasium. Teilgebiet Analysis

Ähnliche Dokumente
Begleitbuch für Mathematik Oberstufe für die Abiturprüfungen 2017 und 2018 Baden-Württemberg - allg. Gymnasium. Teilgebiet Analysis

Begleitbuch für Mathematik Oberstufe für die Abiturprüfungen 2018 Baden-Württemberg - allg. Gymnasium. Teilgebiet Analytische Geometrie


Begleitbuch für Mathematik Oberstufe für die Abiturprüfung 2018 Baden-Württemberg - allg. Gymnasium. Teilgebiet Stochastik

Begleitbuch für Mathematik für die Prüfung zur Fachhochschulreife 2018 Baden-Württemberg - Berufskolleg. Analysis

Erfolg in der Mathe-Prüfung 2018

Polynomgleichungen. Gesetzmäßigkeiten

Analytische Geometrie Lehrbuch. Skriptum zum Vorbereitungskurs

Leitprogramm Quadratische Gleichungen

mindestens zweiten Grades 1. Teil:

Begleitbuch für Mathematik Klasse für die Abiturprüfungen ab 2017 Baden-Württemberg - berufliche Gymnasien. Teilgebiet Analysis

Analysis: Ganzrationale Funktionen Analysis

Skript für die Oberstufe und das Abitur 2016 Baden-Württemberg berufl. Gymnasium (AG, BTG, EG, SG, TG, WG)

Analysis Lehrbuch. Skriptum zum Vorbereitungskurs

Lineare Optimierung Lehrbuch mit Aufgaben und Lösungen

Gleichungsarten. Quadratische Gleichungen

A.12 Nullstellen / Gleichungen lösen

Tipps und Tricks für die Abschlussprüfung

2.3 Logarithmus. b). a n = b n = log a. b für a,b 0 ( : gesprochen genau dann bedeutet, dass beide Definitionen gleichwertig sind) Oder log a

Mathematikskript Realschule Klasse 10 (Baden-Württemberg) Vorbereitung Realschulabschlussprüfung 2016 Unterrichtsbegleitung im 10.

Grundlagen Trainingsheft mit einer Sammlung an Übungsaufgaben zu Gleichungen dritten bis fünften Grades. Datei Nr Friedrich W.

Analysis [1] Fachwissen verständlich erklärt. Lern-Buch Prüfungsvorbereitung für Oberstufe und Abitur

Hauptprüfung Abiturprüfung 2015 (ohne CAS) Baden-Württemberg

Gleichungen, die auf quadratische Gleichungen führen: Teil 1: Bruchgleichungen. Shareware-Datei ohne Lösungen. Datei Nr

ALGEBRA Lineare Gleichungen Teil 1. Klasse 8. Datei Nr Friedrich W. Buckel. Dezember 2005 INTERNETBIBLIOTHEK FÜR SCHULMATHEMATIK

(1) Werte berechnen und Definitionsbereich finden. (2) Kürzen und Erweitern von Bruchtermen

Analytische Geometrie

Mathe Leuchtturm Übungsleuchtturm 5.Kl.

x 4, t 3t, y 2y y 4, 5z 3z 1 2z 4, usw. Jede quadratische Gleichung kann durch elementare Umformungen auf die Form

Gleichungen und Ungleichungen

Gleichungen und Ungleichungen

Gleichungen und Ungleichungen

Menge der irrationalen Zahlen C = {z z = a + bi; a, b R, i 2 = 1} Menge der komplexen Zahlen R C Somit ergibt sich: N N Z Q R C

1 Nullstellen quadratischer Funktionen

Analysis: Klausur Analysis

Ganzrationale Funktionen

Quadratische Gleichungen

Erfolg im Mathe-Abi 2017

Vorbereitungskurs Mathematik

Quadratische Gleichungen

Quadratische Funktionen und Gleichungen Mathematik Jahrgangsstufe 9 (G8) Bergstadt-Gymnasium Lüdenscheid. Friedrich Hattendorf

Zahlen und Funktionen

Algebraische Gleichungen. Martin Brehm February 2, 2007

QUADRATISCHE GLEICHUNGENN

Gruber I Neumann. Erfolg in VERA-8. Vergleichsarbeit Mathematik Klasse 8 Gymnasium

Analysis [1] Fachwissen verständlich erklärt. Lern-Buch Prüfungsvorbereitung für Oberstufe und Abitur

Lösungen lineare Gleichungen IV. Ergebnisse: Aufgabe Lösen Sie die Gleichungen nach x auf. 20x 3 5x x. b) ( ) a) ( ) ( ) 5x 8 + 9x = 12.

Herzlich willkommen zur Demo der mathepower.de Aufgabensammlung

Quadratische Gleichungen

Kleingruppen zur Service-Veranstaltung Mathematik I fu r Ingenieure bei Prof. Dr. G. Herbort im WS12/13 Dipl.-Math. T. Pawlaschyk,

Quadratische Gleichungen

Arbeitsblatt Gleichungen höheren Grades

Gleichungen Aufgaben und Lösungen

Inhaltsverzeichnis. Grundwissen und Übungsaufgaben 4. Vorwort 1

Aufgabe 2 Tippkarte. Aufgabe 1 Tippkarte. Aufgabe 4 Tippkarte. Aufgabe 3 Tippkarte

Teil I.2 Lösen von Bestimmungsgleichungen

Becker I Brucker. Erfolg in Mathe Realschulabschluss Baden-Württemberg Pflichtteil. Übungsbuch mit Tipps und Lösungen

Lösen von quadratischen Gleichungen mit der pq-formel. Aufgabe & Lösung Erläuterungen

Lizenziert für: Seite 8 Aufgabe 3 Exercise-ID Ex

= T 2. Lösungsmenge ist die Menge aller Elemente des Definitionsbereiches D G, die die Gleichung zu einer Wahre Aussage machen.

Gruber I Neumann. Erfolg im Mathe-Abi. Prüfungsaufgaben Hessen GTR / CAS. Übungsbuch für den Grundkurs mit Tipps und Lösungen

Becker I Brucker. Erfolg in Mathe Realschulabschluss Baden-Württemberg Pflichtteil. Übungsbuch mit Tipps und Lösungen

Analysis [1] Fachwissen verständlich erklärt. Lern-Buch Prüfungsvorbereitung für Oberstufe und Abitur

Mathematik - Oberstufe

Quadratische Gleichungen

Übungsaufgaben zu quadratischen Gleichungen und Parabeln

Vorbereitungsmappe. Grundlagen vor dem Eintritt in die 11. Klasse FOS / 12. Klasse BOS

Analysis: Klausur Analysis

Gott hat für kleine Mädchen die Barbie Puppe erfunden und für Realschüler die Bruchgleichungen. Vielen Dank, lieber Gott.

Mathematischer Vorbereitungskurs für Ökonomen

Grundlagen der Mathematik von Ansgar Schiffler - Seite 1 von 7 -

Logarithmen und Exponentialgleichungen

Download. Basics Mathe Gleichungen mit Klammern und Binomen. Einfach und einprägsam mathematische Grundfertigkeiten wiederholen.

( ) ( ). Dann heißt die Zahl

Umstellen und Lösen von Gleichungen

Terme und Gleichungen

Grundwissensblatt 8. Klasse. IV. Lineare Gleichungen mit zwei Variablen 1. Eigenschaften von linearen Gleichungen mit zwei Variablen

gebrochene Zahl gekürzt mit 9 sind erweitert mit 8 sind

Ganzrationale Funktionen (ohne Ableitungen) Datei Nr Ausdrucken ist nur von der Mathematik-CD möglich. Mai 2002.

Gleichungen dritten und vierten Grades

Online Vorlesung Wirtschaftswissenschaft. Gleichungen verstehen, umstellen und lösen. Fernstudium-Guide präsentiert. Mathe-Basics

Zwei historische Reminiszenzen Die exakte Lösung einer kubischen Gleichung - Auf den Spuren von Albert Einstein

Berufliches Schulzentrum Waldkirch Stihl Information zur Aufnahmeprüfung WO. Welche mathematischen Kenntnisse und Fertigkeiten sollten Sie mitbringen?

Teil 2. Mittelstufen-Algebra. Auf dem Niveau der Klasse 8 bis 10. Datei Nr

Hauptprüfung Abiturprüfung 2017 (ohne CAS) Baden-Württemberg

UND MOSES SPRACH AUCH DIESE GEBOTE

Lösen von Bruchgleichungen

Becker I Brucker. Erfolg in Mathe Realschulabschluss Baden-Württemberg Wahlteil. Übungsbuch mit Tipps und Lösungen

Welche Nullstellen hat der Graph der Funktion a)

Mathematik. Wiederholungen und Übungen zum leichteren Einstieg in das Fach Mathematik in den Beruflichen Gymnasien

Abiturprüfung Mathematik 2005 (Baden-Württemberg) Berufliche Gymnasien ohne TG Analysis Gruppe I, Aufgabe A

Grundwissen Mathematik

Hauptprüfung Abiturprüfung 2015 (ohne CAS) Baden-Württemberg

60 = 8x 4 8x 4 = x = x = x 8 = 56 8 x = 7

Hauptprüfung Abiturprüfung 2016 (ohne CAS) Baden-Württemberg

(8a 2b) 2 (8a + 2b) 2 16ab. Bringen Sie den folgenden Term auf eine möglichst einfache Form:

Mathematik: Mag. Schmid Wolfgang Arbeitsblatt Semester ARBEITSBLATT 11 GLEICHUNGEN UND ÄQUIVALENZUMFORMUNGEN

Bevor lineare Gleichungen gelöst werden, ein paar wichtige Begriffe, die im Zusammenhang von linearen Gleichungen oft auftauchen.

Wurzelgleichungen 150 thematisch geordnete Wurzelgleichungen mit ausführlichen Lösungen

Transkript:

Begleitbuch für Mathematik Oberstufe für die Abiturprüfung 18 Baden-Württemberg - allg. Gymnasium Teilgebiet Analysis Dipl.-Math. Alexander Schwarz E-Mail: aschwarz@mathe-aufgaben.com Homepage: www.mathe-aufgaben.com Wichtiger Hinweis: Ich bitte den Eigentümer dieses Buches, weder das gesamte Buch noch Teilauszüge daraus zu kopieren, einzuscannen oder auf andere Art und Weise zu vervielfältigen, um es an andere weiterzugeben. Der Preis dieser Unterlagen steht in keinem Verhältnis zu dem Zeitaufwand, den ich dafür investiert habe und für den Inhalt, den man bekommt. Ich bitte um Fairness und danke dafür Alexander Schwarz

i Vorwort Zunächst einmal bedanke ich mich bei euch für das Vertrauen, das ihr mir mit dem Kauf dieses Buches für die Abiturprüfung in Mathematik entgegengebracht habt! Der darin enthaltene Stoff der Analysis ist auf die Abiturprüfungen 18 von Baden-Württemberg abgestimmt. Dieses Buch dient sowohl zur Vorbereitung auf die Abiturprüfung als auch auf die Klausuren in der Oberstufe. Ich habe mir zum Ziel gesetzt, alle Themen so verständlich wie möglich darzustellen und auf fachchinesisch zu verzichten (gemäß Albert Einstein: Alles sollte so einfach wie möglich gemacht werden, aber nicht einfacher ). In jedem Kapitel werden die wesentlichen Inhalte zu jedem Thema ausführlich beschrieben. Die vielen Beispielrechnungen und Schaubilder dienen dazu, die Beschreibungen noch konkreter zu erläutern. Wichtige Formeln, die ihr häufig in der Prüfung benötigt oder Rechenverfahren, die ihr auswendig lernen solltet sind in dem Buch grau hinterlegt. Außerdem solltet ihr euch im Vorfeld der Abiturprüfung bzw. einer Klausur mit der "Merkhilfe" (kurze Formelsammlung) vertraut machen, die ihr im Wahlteil verwenden dürft. Die Merkhilfe für den Analysisteil findet ihr ab Seite iv in diesem Buch. VORSICHT FALLE: Nach meiner Erfahrung hilft es Schülern, wenn man nicht nur darstellt, wie etwas gemacht wird, sondern auch, wie (und warum) etwas nicht gemacht werden darf. Ich habe daher in dem Buch auch typische Fehler und Irrtümer dargestellt, die Schüler aufgrund meiner langjährigen Erfahrung immer wieder machen. Sie sind durch das entsprechende Symbol am Rand gekennzeichnet. Wer diese "Fettnäpfchen" kennt, kann ihnen besser ausweichen. Um zu prüfen, ob ihr den Stoff auch verstanden habt, sind in diesem Buch fast 15 Übungsaufgaben enthalten. Übungsaufgaben, die mit GTR, MH bezeichnet sind, sollen mit der Merkhilfe und dem GTR gelöst werden. Alle anderen Aufgaben sollen ohne Hilfsmittel gelöst werden. Die Musterlösungen aller Übungsaufgaben aus dem Buch werden als pdf-dateien über einen geschlossenen Download-Bereich auf meiner Homepage zur Verfügung gestellt. Ihr habt als Besteller des Buches die Zugangsdaten zu diesem Bereich von mir per Mail erhalten. Ich habe darauf verzichtet, in dem Buch die Originalaufgaben alter Abiturprüfungen abzudrucken. Alle Abituraufgaben könnt ihr kostenfrei von meiner Homepage inklusive ausführlicher Musterlösungen als pdf-dateien herunterladen. Hinweis zum GTR: Damit ihr wisst, wie bestimmte Aufgaben mit dem GTR gelöst werden, findet ihr in dem geschlossenen Download-Bereich neben den Musterlösungen auch zwei GTR-Bedienungsanleitungen als pdf-datei für den GTR von Texas Instruments (TI - 84 Plus) sowie für den GTR von Casio (fx 986 GII). Anregungen und konstruktive Kritik zu diesem Buch werden von mir gerne entgegengenommen und bei der nächsten Aktualisierung berücksichtigt. Viel Erfolg bei der Bearbeitung dieses Buches und alles Gute für eure Abiturprüfung! Alexander Schwarz

ii

iii

Auszug aus der Merkhilfe iv

v

vi

vii

viii

ix

Lösen von Gleichungen 1 1 Lösen von Gleichungen Das Lösen von Gleichungen gehört zum wichtigsten Grundhandwerkszeug in Klausuren und der Abiturprüfung. Gleichungen im Pflichtteil muss man ohne GTR lösen können. Bei schwierigeren Gleichungen im Wahlteil hilft uns der GTR. In Kapitel 1 lernen wir, wie man Gleichungen unterschiedlichen Typs ohne GTR löst. Hinweis GTR: Wie wir mit dem GTR Gleichungen lösen, findet man in der GTR- Bedienungsanleitung in Kapitel 4. Satz vom Nullprodukt Wichtigste Regel für das Lösen von Gleichungen: MERKE: Satz vom Nullprodukt: (Abkürzung "SvNp") Die Gleichung a b= ist dann erfüllt, wenn a = oder b = ist. Diese Regel müssen wir immer dann anwenden, wenn in einer Gleichung auf einer Seite eine Multiplikation mindestens zweier Terme steht, die auf der anderen Seite = gesetzt sind. Beispiel 1.1: Die Gleichung ( x+ ) (x 4) (x+ 5) = müssen wir mit dem "SvNp" lösen. Es werden hierzu die einzelnen Multiplikatoren gleich Null gesetzt und x berechnet. Gleichung I): x+ = x1= Gleichung II): x 4= x = 4 Gleichung III): x+ 5= x = 5 VORSICHT FALLE: Bei Gleichungen wie in Beispiel 1.1 versuchen manche, zunächst die Klammern in der Gleichung aufzulösen - da man dies bei Gleichungen in der Mittelstufe häufig auch gemacht hat. Es ist auch nicht immer falsch, in einer Gleichung vorhandene Klammern aufzulösen. Aber in dem Fall, wo auf einer Seite der Gleichung ein Produkt steht, so dass der "SvNp" angewandt werden kann, darf man die Klammern eben nicht auflösen. Da die Regel des Satzes vom Nullprodukt bei allen Gleichungstypen vorkommt, müssen wir diese Regel immer im Gedächtnis haben.

Lösen von Gleichungen 1.1 Polynomgleichungen In Polynomgleichungen kommen nur Variablen vor, deren Hochzahl ganzzahlig und nicht negativ sind, also,1,,,4... Grad der Gleichung = höchste Variablenhochzahl in der Gleichung Beispiele für Polynomgleichungen: a) x x + 4= : Gleichung.Grades b),5x+ x = 7 : Gleichung 5.Grades c) x 1 x+ x 7 = : Gleichung.Grades (erkennbar nach Auflösung der Klammern) Je nach dem Grad der Gleichung gibt es unterschiedliche Lösungsstrategien, die nun einzeln vorgestellt werden: Gleichungen 1. Grades 5 ( ) ( ) ( ) Diese Gleichungen können wir einfach nach Sortierung der Terme nach x auflösen: Beispiel 1.: ( x+ ) = x 6 Klammer aufl. 6; x x+ 6= x 6 x = 1 : x 6 = Gleichungen.Grades (quadratische Gleichungen) 1.Fall: Typ x = a Falls a > ist, ergeben sich zwei Lösungen: x vergessen) Falls a = ist, existiert nur eine Lösung x = Falls a < ist, ist die Gleichung nicht lösbar. Beispiel 1.: a) x 9= b) x = 9 x1, =± 9=± x = 9 besitzt keine Lösung = ± a (die Lösung a wird gerne.fall: Typ ax + bx= Ausklammern von x und dann Anwendung des Satzes vom Nullprodukt Beispiel 1.4: x x= Ausklammern von x: x ( x ) = mit SvNp folgt x1= und x =.

Lösen von Gleichungen.Fall: Typ ax + bx+ c= Hier steht uns eine Lösungsformel ( Mitternachtsformel ) zur Verfügung: MERKE: Mitternachtsformel Die Gleichung ax ² + bx+ c = besitzt die Lösungsformel b± b² 4ac 1 = a x, Die Anzahl der Lösungen der quadratischen Gleichung hängt vom Ausdruck der Wurzel ab. Diesen Term nennt man auch Diskriminante. b² 4ac unter b 4ac > : Die quadratische Gleichung besitzt zwei verschiedene Lösungen. b 4ac = : Die quadratische Gleichung besitzt genau eine Lösung. b 4ac< : Die quadratische Gleichung besitzt keine Lösung. Beispiel 1.5: ± 4 ( ) ( 1) ± 1 a) x + x 1= ergibt x1, = = mit x1 = 1und x =,5. ( ) 4 b) Die Gleichung x + x+ 5= besitzt keine Lösung, da b 4ac= 1 4 1 5= 19< Hinweis: Alternativ zu der "abc-formel" gibt es auch die "pq-formel", die man ebenfalls verwenden könnte. In diesem Buch arbeiten wir aber nur mit der abc-formel. Gleichungen höheren Grades 1.Fall: Typ n x = a Wir können die Gleichung direkt nach x auflösen. MERKE: Bei der Gleichung a > : x1, n x = a muss man auf die Werte von n und a achten: n n =± a falls n gerade ist a < : Gleichung unlösbar, falls n gerade ist x= a falls n ungerade ist x n = a falls n ungerade ist Beispiel 1.6: a) n ungerade: b) n ungerade: c) n gerade: d) n gerade: x = 54 x = 16 4 4x = 8 4 x = x = 7 x= 7 = x = 8 x= 8 = 4 x = 4 x=± ( Lösungen!) 4 x = 1 diese Gleichung ist nicht lösbar VORSICHT FALLE: Die Lösung in Beispiel 1.6 b) sollte nicht in der Form x= 8 aufgeschrieben werden (auch wenn die meisten Taschenrechner bei dieser Eingabe die Zahl - als Ergebnis ausgeben).

Lösen von Gleichungen 4.Fall: Typ a ( ) ( ) = Hier können wir sofort den Satz vom Nullprodukt anwenden (ohne die Klammern aufzulösen!) Beispiel 1.7: ( ) ( ), x x+ 5 = Lösung mit dem SvNp Gleichung I) Gleichung II) x = x + 5= x = x1, =± x = 5 x = 5.Fall: Typ ax + bx + cx= bzw. 4 ax + bx + cx = Hier müssen wir x oder x² oder x³ ausklammern und den Satz vom Nullprodukt anwenden. Beispiel 1.8: a) und b) x + x x= Gleichung I): x1= Gleichung II): 4 x = 9x Gleichung Null setzen: Gleichung I): Gleichung II): x ausklammern ( ) x x + x = Lösung mit dem SvNp MNF 1± 1 4 ( ) 1± 5 x x = x, = = x = 1, x = 1,5 4 4 x = x = x 9= x ausklammern 4 x 9x = x (x 9) = Lösung mit dem SvNp 1, x = 9 x,4 =± VORSICHT FALLE: Bei Gleichungen wie in Beispiel 1.8 b) passiert ab und zu folgender Umformungsfehler: 4 x = 9x : x x = 9 x =± 1, Vergleicht man diese Lösung mit der Lösung aus dem Beispiel 1.8 b) fällt auf, dass die Lösung x = verloren gegangen ist. Dies liegt daran, dass die Gleichung durch x dividiert wurde und diese Umformung für x = nicht zulässig ist. Merke: Wenn wir eine Gleichung durch einen Term dividieren, der die Variable x enthält, können Lösungen verloren gehen. Deshalb darf man dies nicht machen! 4.Fall: Typ 4 ax + bx + c = MERKE: Substitution 4 Eine Gleichung der Bauart ax + bx + c = wird der Substitution x = u gelöst. Daraus ergibt sich die Gleichung au + bu+ c =, die mit der Mitternachtsformel gelöst wird. Danach müssen die erhaltenen Lösungen wieder rücksubstituiert werden.

Lösen von Gleichungen 5 Beispiel 1.9: 4 x x + = 1.) Substitution x = u: Substituierte Gleichung: ± 9 8 ± 1.) Lösung der substituierten Gleichung: u1, = = u1 =, u = 1.) Rücksubstitution: Setze die Lösungen aus.) in die Substitutionsgleichung ein: Rücksubstitution u = x = x =± 1 1,,4 Rücksubstitution u = 1 x = 1 x =± 1 u u+ = Wäre in Beispiel 1.9 die Lösung u1 = negativ gewesen, so hätte sich bei der Rücksubstitution keine Lösung für x ergeben: u1 = x = ist nicht lösbar. Damit wären zwei der maximal vier möglichen Lösungen weggefallen. Übungsaufgaben Aufgabe 1-1: Löse die folgenden Gleichungen: a) ( ) ( ) 4 x 4 x 9 = b) x x = c) 4 d) x x + = e) 4 1 (x 16) (x + x + ) = f) 4 x x 8x= 4 x 5x = 6 MERKE: Bruchgleichungen Es kann vorkommen, dass zu Beginn eine Gleichung vorliegt, bei der die Variable x im 6 1 Nenner steht, wie zum Beispiel 1 x + x =. In diesem Fall muss zuerst die Gleichung mit dem Hauptnenner durchmultipliziert werden (hier x ). Danach können die Brüche gekürzt werden und es entsteht eine bruchfreie Gleichung, die wir gemäß den bisher gelernten Verfahren lösen können. Beispiel 1.1: 6 1 Bestimme die Lösungsmenge der Gleichung 1 x + x = für x Durchmultiplizieren der Bruchgleichung mit dem Hauptnenner 6 1 1 x + x = 6 x 1 x x + = 1 x x x Nach dem Kürzen entsteht die Gleichung: 6+ x= x x x 6= 1± 1+ 4 1± 5 Lösung der quadratischen Gleichung: x1, = = x1=, x =

Auszug aus den Musterlösungen (pdf-datei) 6 Auszug aus den Musterlösungen (pdf-datei) Aufgabe 1-1: a) ( ) ( ) x 4 x 9 = Lösung mit dem Satz vom Nullprodukt Gleichung I): x 4= x=± Gleichung II) x 9= x= ; L = {-,, } x auskl. 4 b) x x = x (x ) = Lösung mit dem Satz vom Nullprodukt + ; : Gleichung I) x = x= Gleichung II) x = x= 1,5 ; L = {; 1,5} x auskl. c) x x 8x= x (x x 8) = Lösung mit dem Satz vom Nullprodukt Gleichung I): x= MNF Gleichung II): ± 4+ ± 6 x x 8= x und ; L = {; 4; -} 1, = = x= 4 x= 4 d) x x + = Substitution u= x MNF ± 9 8 ± 1 u u+ = u1, = = u = und u = 1 Rücksubstitution: x = x=± x = 1 x = ± 1 ; L = { ; 1;1; }