Tangente - Steigung und Gleichung


Tangente - Steigung und Gleichung
Tangente - Steigung und Gleichung
Fach: Mathematik | Klassenstufe: 9–13
Einleitung
Eine Tangente ist eine Gerade an einem Funktionsgraphen. Im Berührpunkt hat sie dieselbe Steigung wie der Graph. Du lernst, wie Du die Steigung bestimmst und die Geradengleichung der Tangente aufstellst.

Steigung einer Geraden
Die Steigung zeigt, wie stark eine Gerade steigt oder fällt:
Bei steigt die Gerade. Bei fällt sie. Bei ist sie waagerecht.

Steigung in Prozent und als Winkel
Eine Steigung von 100 Prozent bedeutet: 1 Meter Höhe bei 1 Meter waagerechter Strecke. Das sind 45 Grad, nicht 90 Grad.
Achtung: Tangens und Tangente sind verschiedene Begriffe. Der Tangens verbindet Steigung und Winkel. Die Tangente ist eine Gerade an einem Graphen.
Video: 100 Prozent Steigung und Tangens
Aufgaben zum Video
- Steigungsdreieck: Zeichne ein Dreieck für 100 Prozent Steigung und beschrifte waagerechte Strecke und Höhe.
- Steigungswinkel: Erkläre in einem Satz, warum 100 Prozent Steigung 45 Grad entsprechen.
- Vergleich: Ordne 50 Prozent, 100 Prozent und 200 Prozent von flach nach steil.
- Tangens: Berechne mit dem Taschenrechner den Winkel zu 12 Prozent Steigung.
- Alltag: Finde ein Beispiel für eine Steigungsangabe und erkläre ihre Bedeutung.
Tangente an einen Funktionsgraphen
Die Tangente im Punkt hat die Steigung
.
Ihre Gleichung lautet:
Oder in der Form mit
.

Kurzes Beispiel
Gegeben ist und .
, und .
Damit gilt:

Merksatz
Punkt einsetzen, Ableitung bilden, Steigung berechnen und Tangentengleichung aufstellen.
Interaktive Aufgaben
Quiz: Teste Dein Wissen
Was beschreibt die Tangente an einem Funktionsgraphen? (Eine Gerade mit derselben Steigung wie der Graph im Berührpunkt) (!Eine Gerade durch zwei beliebige Punkte) (!Eine waagerechte Linie) (!Eine senkrechte Linie)
Womit berechnest Du die Tangentensteigung an der Stelle x0? (Mit der Ableitung an der Stelle x0) (!Mit dem Funktionswert an der Stelle null) (!Mit dem y-Achsenabschnitt) (!Mit dem Flächeninhalt)
Welche Daten brauchst Du für eine Tangentengleichung? (Berührpunkt und Steigung) (!Nur den y-Achsenabschnitt) (!Nur zwei Winkel) (!Nur eine Nullstelle)
Welche Form hat eine Geradengleichung? (y gleich m mal x plus b) (!y gleich x hoch drei) (!y gleich m geteilt durch b) (!y gleich x mal x)
Was bedeutet eine positive Steigung? (Die Gerade steigt von links nach rechts) (!Die Gerade fällt von links nach rechts) (!Die Gerade ist senkrecht) (!Die Gerade ist ein Kreis)
Welche Steigung gehört zu 100 Prozent? (Die Steigung eins) (!Die Steigung null) (!Die Steigung zehn) (!Die Steigung hundert)
Welcher Winkel gehört zu 100 Prozent Steigung? (45 Grad) (!90 Grad) (!100 Grad) (!180 Grad)
Was ist eine Sekante? (Eine Gerade durch zwei Punkte eines Graphen) (!Eine Gerade mit der Steigung null) (!Eine Gerade ohne Schnittpunkt) (!Eine Kreislinie)
Wie lautet die Tangente an f gleich x Quadrat bei x0 gleich eins? (y gleich zwei x minus eins) (!y gleich x plus eins) (!y gleich zwei x plus eins) (!y gleich x Quadrat minus eins)
Was verbindet der Tangens im rechtwinkligen Dreieck? (Steigung und Winkel) (!Fläche und Umfang) (!Radius und Durchmesser) (!Masse und Zeit)
Memory
| Tangente | Gerade mit lokaler Graphensteigung |
| Ableitung | Steigung an einer Stelle |
| Berührpunkt | Punkt auf Graph und Tangente |
| Steigungsdreieck | Verhältnis von Höhe zu Breite |
| y-Achsenabschnitt | Wert b |
| Tangens | Verbindung von Winkel und Steigung |
Drag and Drop
| Ordne die richtigen Begriffe zu. | Bedeutung |
|---|---|
| Tangente | Gerade am Graphen |
| Ableitung | lokale Steigung |
| Sekante | Gerade durch zwei Graphenpunkte |
| Steigungsdreieck | Änderung der Höhe durch Änderung der Breite |
| Berührpunkt | gemeinsamer Punkt von Graph und Tangente |
Kreuzworträtsel
| Tangente | Welche Gerade hat im Berührpunkt dieselbe Steigung wie der Graph? |
| Ableitung | Was liefert die lokale Steigung einer Funktion? |
| Berührpunkt | Wie heißt der gemeinsame Punkt von Graph und Tangente? |
| Steigung | Welche Größe beschreibt das Steigen oder Fallen? |
| Sekante | Welche Gerade geht durch zwei Punkte eines Graphen? |
| Tangens | Welche Funktion verbindet Winkel und Steigung? |
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Lückentext
Offene Aufgaben
Leicht
- Steigung erkennen: Zeichne je eine steigende, fallende und waagerechte Gerade.
- Steigungsdreieck zeichnen: Markiere an einer Geraden ein Steigungsdreieck und bestimme m.
- Video erklären: Schreibe zwei Sätze zur Bedeutung von 100 Prozent Steigung.
- Begriffe ordnen: Erstelle eine kleine Begriffskarte zu Tangente, Tangens und Steigung.
Standard
- Geradengleichung: Bestimme die Gleichung einer Geraden durch zwei selbst gewählte Punkte.
- Tangente berechnen: Bestimme die Tangente an bei .
- Prozent und Winkel: Erstelle eine Tabelle für 10 Prozent, 50 Prozent, 100 Prozent und 200 Prozent.
- Graph zeichnen: Zeichne eine Funktion und ihre Tangente in einem selbst gewählten Punkt.
Schwer
- Tangentenvergleich: Vergleiche die Tangenten an bei und .
- Modellieren: Beschreibe eine Straßensteigung als Prozentwert, Winkel und Geradengleichung.
- Digitale Mathematik: Erstelle mit einer Mathematiksoftware eine veränderliche Tangente.
- Erklärvideo: Produziere ein kurzes Video zur Formel .


Lernkontrolle
- Fehleranalyse: Eine Person sagt: „100 Prozent Steigung sind 90 Grad.“ Widerlege die Aussage mit einer Skizze und einer Rechnung.
- Transfer: Eine Rampe steigt auf 8 Metern waagerechter Strecke um 1 Meter. Bestimme Steigung, Prozentwert und Winkel.
- Zusammenhang: Erkläre, warum Ableitung und Tangentensteigung denselben Wert haben.
- Tangentengleichung: Bestimme die Tangente an bei und prüfe den Berührpunkt.
- Vergleich: Erkläre den Unterschied zwischen Sekante und Tangente mithilfe einer Zeichnung.
- Anwendung: Entwickle eine eigene Sachaufgabe, in der eine Steigung als Prozentwert und als Tangentengleichung vorkommt.
Lernnachweis
Für den Lernnachweis solltest Du:
- eine Steigung mit einem Steigungsdreieck bestimmen,
- Prozentsteigung und Steigungswinkel umrechnen,
- den Unterschied zwischen Tangens, Tangente und Sekante erklären,
- die Tangentensteigung mit der Ableitung berechnen,
- eine Tangentengleichung aufstellen und prüfen,
- eine Anwendung verständlich darstellen.
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