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Es addieren sich:
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# y-Komponente der Anfangsgeschwindigkeit: <math>v_y=v_0 \cdot \sin \alpha \Rightarrow y_w = v_0 \cdot \sin \alpha \cdot t</math>
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# Fallbewegung nach unten: <math>y_f=\frac{g}{2}t^2</math>
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# Damit <math>y=v_0 \cdot \sin \alpha \cdot t - \frac{g}{2}t^2</math>
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# Ortsvektor der Punktmasse in Abhängigkeit der Zeit: <math>P(t)=\begin{pmatrix} v_0 \cdot \sin \alpha \cdot t - \frac{g}{2}t^2 \\ v_0 \cdot \cos \alpha \cdot t \end{pmatrix}</math>
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Die Punktmasse P möge bei gegebener Abwurfhöhe <math>h_0</math> bei <math>x=18m</math> auftreffen. Es gibt hierfür genau zwei Lösungen, welche?
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====Umstrukturierung====
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Bekannterweise ist der Graph der Vektorfunktion (I) <math>P(t)=\begin{pmatrix} v_0 \cdot \sin \alpha \cdot t - \frac{g}{2}t^2 \\ v_0 \cdot \cos \alpha \cdot t \end{pmatrix}</math> eine Parabel mit der Funktionsgleichung (II) <math>y=ax^2+bx+c</math>. Entwickeln Sie aus der Vektorfunktion (I) die in der Schule übliche Gleichung (II).
  
 
=Der Funktionsbegriff=
 
=Der Funktionsbegriff=

Version vom 28. Februar 2017, 15:10 Uhr

Inhaltsverzeichnis

Die Idee zur Prüfungsvorbereitung: Umstrukturieren des Bekannten

Beispiel: Quadratische Funktion / Schräger Wurf

Eingangsgrößen

Abwurfhöhe ~~~h_0
Abwurfgeschwindigkeit (Betrag) ~~~v_0
Abwurfwinkel ~~~\alpha

Herleitung der Vektorgleichung

x-Komponente

Die Bewegung in x-Richtung wird nur durch den entsprechenden Anteil der Anfangsgeschwindigkeit bewirkt:
v_x=v_0 \cdot \cos \alpha \Rightarrow x = v_0 \cdot \cos \alpha \cdot t

y-Komponente

Es addieren sich:

  1. y-Komponente der Anfangsgeschwindigkeit: v_y=v_0 \cdot \sin \alpha \Rightarrow y_w = v_0 \cdot \sin \alpha \cdot t
  2. Fallbewegung nach unten: y_f=\frac{g}{2}t^2
  3. Damit y=v_0 \cdot \sin \alpha \cdot t - \frac{g}{2}t^2
  4. Ortsvektor der Punktmasse in Abhängigkeit der Zeit: P(t)=\begin{pmatrix} v_0 \cdot \sin \alpha \cdot t - \frac{g}{2}t^2 \\ v_0 \cdot \cos \alpha \cdot t \end{pmatrix}

Experimentierumgebung

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Experimentieraufgaben

Die Punktmasse P möge bei gegebener Abwurfhöhe h_0 bei x=18m auftreffen. Es gibt hierfür genau zwei Lösungen, welche?

Umstrukturierung

Bekannterweise ist der Graph der Vektorfunktion (I) P(t)=\begin{pmatrix} v_0 \cdot \sin \alpha \cdot t - \frac{g}{2}t^2 \\ v_0 \cdot \cos \alpha \cdot t \end{pmatrix} eine Parabel mit der Funktionsgleichung (II) y=ax^2+bx+c. Entwickeln Sie aus der Vektorfunktion (I) die in der Schule übliche Gleichung (II).

Der Funktionsbegriff

Elemente der Mengenlehre

Kreuzprodukt zweier Mengen

Es seien M und N zwei nicht leere Mengen.
Unter dem Kreuzprodukt MxN versteht man die mnge aller geordenten Paare (a,b) mit a aus M und b aus N.

M \times N := \{(a,b)|a \in M, b \in N\}
y=x^2

Relationen

Ordnungsrelationen

Äquivalenzrelationen

Funktionen als spezielle Relationen

Linkstotal

Rechtseindeutig

Eineindeutige Funktionen

Umkehrfunktion

Lineare Funktionen

proportionale Funktionen

nichtproportionale lineare Funktionen

Anstieg bei zueinander senkrechten Funktionsgraphen

ax+by+c=0

quadratische Funktionen

Parabeln

Parabel als Ortskurve

Parabel als Funktion

Scheitelpunktslage

auf x-Achse verschoben

mit beliebigem Vektor verschoben


Winkelfunktionen

Sinus und Kosinus im rechtwinkligen Dreieck

Sinus und Kosinus am Einheitskreis

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Graphen der Funktionen sin und cos

Spezielle Funktionswerte

30°

45°

60°