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Exponential-, Logarithmus- und logistische Funktionen
Exponentialfunktionen - Systematisierungen

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Überlineares Wachstum:
 

Ihr habt zuvor das folgende Beispiel zum überlinearen Wachstum kennengelernt. Die Graph steigt über alle Maßen an, ohne irgendeine obere Grenze. Er nimmt "rasend" schnell zu.

     
         
Zum Vergleich siehe hierzu
noch einmal:

Lineare Funktion - Systematisierung

 

Anwachsen der durch Weitersagen erreichten
Personen E mit
jeder Zeitrunde n (Zeittakt)

E = 2^n (2 hoch n)

         
   
Exponentialfunktion:

Abstraktion von der
realen Bedeutung
 

Abstrahieren wir nun von den Bedeutungen (etwa vom Zeittakt n und der Zahl der Erreichten E) und schreiben wir für die unabhängige Variable die Leerstelle (Variable) x und für die abhängige Variable die Leerstelle (Variable) y, so nimmt die obigen Gleichung die folgende Form an:

y = 2^x (2 hoch x)

     
Abstraktion von der
konkreten Basiszahl
  Die waagerechte Achse wird dabei zur x-Achse und die dazu senkrechte Achse zur y-Achse. Und: Beide Achsen dehnen sich auch in die negativen Zahlbereiche aus.
Eine nochmalige Abstraktion
von der konstanten Größe 2 führt dann zur folgenden Gleichung mit der Formvariablen a oder mit dem Parameter a.
     
   
y = a^x oder f(x) = a^x
     
Erweiterung zu Formen von Exponentialfunktionen
  Eine Erweiterung dieser Abstraktion führt zu einer Gruppe von Funktionsgleichungen bei der die unabhängige Variable x der Exponent von Potenzen ist, also zu Formen von Exponentialfunktionen
     
   

f(x) = c · a^x, a > 0
f(x) = c · a^kx, a > 0
f(x) = c · a^kx + u, a > 0
f(x) = c · a^kx² + ux, a > 0
... ... ... ...

wobei die Parameter a, c, k und u Elemente der Menge der reellen Zahlen sind und der Parameter a immer größer Null ist.
Anregungen zur Übung
 
     
 
     
Ideen für mögliche, selbstorganisierte
Übungen:
 
  • Zeichnet mit dem Werkzeug Derive (oder einem anderen CAS-System) die Graphen der oben genannten Exponentialfunktionen.
  • Experimentiert mit weiteren Variationen bei der Funktions-Termbildung und zeichnet die Graphen.
  • ...
  • Bestimmt mit dem Werkzeug Derive die Funktionsgleichungen zu vorgegebenen Graphen.
  • Bestimmt mit dem Werkzeug Derive experimentell und algebraisch auch die Schnittpunkte von Graphen.
  • ...

Verweise auf Angebote außerhalb dieser Lernumgebung
 

Lernhilfen in mathe online sind dynamische Diagramme, die von den "BenützerInnen" Tätigkeiten wie die Betätigung eines Schiebereglers oder Zahleneingaben verlangen und der Browser muss Java Applets darstellen können. U.a.: Graphen einiger Exponential- und Logarithmusfunktionen; Funktionen erkennen.

Auch das online-Lexikon wikipedia bietet vertiefende Informationen

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