Trigonometrische Funktionen/Einfluss von a: Unterschied zwischen den Versionen

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Wir betrachten nun den Einfluss von <math> \ a </math> in  
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:<math> x \rightarrow a\cdot \sin x  </math>.  
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{{Box|1=Aufgabe A1|2=
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<ggb_applet height="450" width="900" id="yye6hqbw" /> <br>
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# Öffne dieses GeoGebra-Applet. Mit dem Schieberegler kannst du den Wert von <math> \ a </math> ändern. <br>
# Öffne dieses GeoGebra-Applet. Mit dem Schieberegler kannst du den Wert von <math> a </math> ändern. <br>
# Stelle den Schieberegler auf <math> \ a = 2 </math> ein. Wie ändert sich der Graph? <br>
# Stelle den Schieberegler auf <math> a = 2 </math> ein. Wie ändert sich der Graph? <br>
# Überlege dir, wie sich die Werte <math> \ a = 3  </math> und <math> \ a = -1 </math> sowie <math> \ a = 0,5 </math> auf den Graphen auswirken und überprüfe deine Vermutung.  <br>
# Überlege dir, wie sich die Werte <math> a = 3  </math> und <math> a = -1 </math> sowie <math> a = 0,5 </math> auf den Graphen auswirken und überprüfe deine Vermutung.  <br>
# Formuliere das Ergebnis deiner Untersuchungen.|3=Arbeitsmethode}}
# Formuliere das Ergebnis deiner Untersuchungen.|3=Arbeitsmethode}}
{{Lösung versteckt|1=
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Man erhält den Graph der Funktion  
Man erhält den Graph der Funktion  
:<math> x \rightarrow a\cdot \sin x  </math>
:<math> x \rightarrow a\cdot \sin x  </math>
aus dem Graph der Sinusfunktion durch Streckung oder Stauchung in Richtung der <math>\ y</math>-Achse. Genauer:
aus dem Graph der Sinusfunktion durch Streckung oder Stauchung in Richtung der <math>y</math>-Achse. Genauer:
* <span style="background-color:yellow;"> Ist der Betrag von <math>\ a</math> größer als eins, so wird der Graph der Sinusfunktion in <math>\ y</math>-Richtung mit dem Faktor Betrag von <math> \ a </math> gestreckt.  
* <span style="background-color:yellow;"> Ist der Betrag von <math>a</math> größer als eins, so wird der Graph der Sinusfunktion in <math>y</math>-Richtung mit dem Faktor Betrag von <math> a </math> gestreckt.  
* <span style="background-color:yellow;"> Ist der Betrag von <math>\ a</math> kleiner als eins, so wird der Graph der Sinusfunktion in <math>\ y</math>-Richtung mit dem Faktor Betrag von <math> \ a </math> gestaucht.  
* <span style="background-color:yellow;"> Ist der Betrag von <math>a</math> kleiner als eins, so wird der Graph der Sinusfunktion in <math>y</math>-Richtung mit dem Faktor Betrag von <math> a </math> gestaucht.  
* <span style="background-color:yellow;"> Falls <math> \ a </math> negativ ist, so wird der Graph zusätzlich an der <math>\ x</math>-Achse gespiegelt.
* <span style="background-color:yellow;"> Falls <math> a </math> negativ ist, so wird der Graph zusätzlich an der <math>x</math>-Achse gespiegelt.
Der Betrag von <math> \ a </math> wird auch als Amplitude bezeichnet.|3=Merksatz}}  
Der Betrag von <math> a </math> wird auch als Amplitude bezeichnet.|3=Merksatz}}  
</span>
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<quiz display="simple">
<quiz display="simple">
}
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| <math>\ a<-1; </math> | <math> -1<\ a<0; </math> | <math> 0<\ a<1; </math> | <math> 1<\ a</math>  
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---- Verschiebung nach oben
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---- Verschiebung nach rechts
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---- Verschiebung nach links
---- Verschiebung nach links
---- Streckung in <math> \ x </math>- Richtung / Verkleinerung der Frequenz
---- Streckung in <math> x </math>- Richtung / Verkleinerung der Frequenz
---- Stauchung in <math> \ x </math>- Richtung / Vergrößerung der Frequenz
---- Stauchung in <math> x </math>- Richtung / Vergrößerung der Frequenz
+--+ Streckung in <math> \ y </math>- Richtung / Vergrößerung der Amplitude
+--+ Streckung in <math> y </math>- Richtung / Vergrößerung der Amplitude
-++- Stauchung in <math> \ y </math>- Richtung / Verkleinerung der Amplitude
-++- Stauchung in <math> y </math>- Richtung / Verkleinerung der Amplitude
++-- Spiegelung an <math> \ x </math>- Achse
++-- Spiegelung an <math> x </math>- Achse


</quiz>
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Nun betrachten wir den Einfluss von <math> \ a </math> in  
Nun betrachten wir den Einfluss von <math> a </math> in  


:<math> x \rightarrow a\cdot \cos x  </math>.  
:<math> x \rightarrow a\cdot \cos x  </math>.  
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|3=Arbeitsmethode}}
|3=Arbeitsmethode}}
{{Lösung versteckt|1=
{{Lösung versteckt|1=
Die allgemeine Kosinusfunktion verhält sich bei Variation von <math> \ a </math> genauso wie die allgemeine Sinusfunktion.
Die allgemeine Kosinusfunktion verhält sich bei Variation von <math> a </math> genauso wie die allgemeine Sinusfunktion.
[[Bild:N_cos_a.jpg|center]]
[[Bild:N_cos_a.jpg|center]]
}}
}}

Version vom 10. Dezember 2018, 13:20 Uhr

FAQ

Hier kannst du die Bedeutung der verwendeten Begriffe nachschlagen.

Einfluss von a

Wir betrachten nun den Einfluss von in

.

Aufgabe A1
GeoGebra

  1. Öffne dieses GeoGebra-Applet. Mit dem Schieberegler kannst du den Wert von ändern.
  2. Stelle den Schieberegler auf ein. Wie ändert sich der Graph?
  3. Überlege dir, wie sich die Werte und sowie auf den Graphen auswirken und überprüfe deine Vermutung.
  4. Formuliere das Ergebnis deiner Untersuchungen.
Merke

Man erhält den Graph der Funktion

aus dem Graph der Sinusfunktion durch Streckung oder Stauchung in Richtung der -Achse. Genauer:

  • Ist der Betrag von größer als eins, so wird der Graph der Sinusfunktion in -Richtung mit dem Faktor Betrag von gestreckt.
  • Ist der Betrag von kleiner als eins, so wird der Graph der Sinusfunktion in -Richtung mit dem Faktor Betrag von gestaucht.
  • Falls negativ ist, so wird der Graph zusätzlich an der -Achse gespiegelt.
Der Betrag von wird auch als Amplitude bezeichnet.

N sin a.jpg
N sin a-.jpg


Aufgabe A2
Versuche nun die beobachteten Veränderungen auch mathematisch zu begründen!

Hier genügt es, wenn du diese Aufgabe mit Hilfe von Plausibilitätsüberlegungen gelöst hast. Eine formale Begründung war nicht notwendig.


Eine mögliche formale Begründung:

mit

d.h. die Nullstellen bleiben gleich. Ferner wird jeder Funktionswert mit dem gleichen Faktor multipliziert. Ist der Betrag dieses Faktors größer als 1, so wird der Graph in Richtung der y-Achse um diesen Faktor gestreckt, ist er kleiner als 1, so wird er entsprechend gestaucht. Ist der Faktor negativ, so wird der Graph zusätzlich an der x-Achse gespiegelt.


Aufgabe A3

Teste dich! Klicke im folgenden Quiz auf die richtigen Zuordnungen!


Verschiebung nach oben
Verschiebung nach unten
Verschiebung nach rechts
Verschiebung nach links
Streckung in - Richtung / Verkleinerung der Frequenz
Stauchung in - Richtung / Vergrößerung der Frequenz
Streckung in - Richtung / Vergrößerung der Amplitude
Stauchung in - Richtung / Verkleinerung der Amplitude
Spiegelung an - Achse


Nun betrachten wir den Einfluss von in

.


Aufgabe A4
GeoGebra

Öffne dieses GeoGebra-Applet und bearbeite damit die Aufgabe A1 noch einmal für .

Die allgemeine Kosinusfunktion verhält sich bei Variation von genauso wie die allgemeine Sinusfunktion.

N cos a.jpg



Hefteintrag: Beachte, dass in der Lösung zur Aufgabe A1 ein Hefteintrag "versteckt" ist!