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Ableitung

Funktion, die an jeder Stelle die lokale Änderungsrate einer Ausgangsfunktion angibt. Sie entsteht als Grenzwert des Differenzenquotienten und beschreibt die Steigung der Tangente.

Related: Differenzenquotient, Tangente, Extremstelle
Differenzenquotient

Quotient aus Funktionswertdifferenz und Argumentdifferenz zweier Punkte. Er gibt die mittlere Änderungsrate im Intervall an und ist Grundlage des Grenzübergangs zur Ableitung.

Related: Ableitung, Sekante
Sekante

Gerade durch zwei Punkte des Graphen einer Funktion. Ihre Steigung ist der Differenzenquotient; rücken die Punkte zusammen, geht sie in die Tangente über.

Related: Differenzenquotient, Tangente
Tangente

Gerade, die den Graphen in einem Punkt berührt und dort dieselbe Steigung wie der Graph besitzt. Ihre Steigung ist der Wert der Ableitung an dieser Stelle.

Related: Ableitung, Normale
Normale

Gerade durch einen Berührpunkt, die senkrecht auf der Tangente steht. Ihre Steigung ist der negative Kehrwert der Tangentensteigung, sofern diese nicht null ist.

Related: Tangente
Kettenregel

Ableitungsregel für verkettete Funktionen: Die äußere Ableitung wird an der inneren Funktion ausgewertet und mit der inneren Ableitung multipliziert.

Related: Produktregel, Ableitung
Produktregel

Ableitungsregel für ein Produkt zweier Funktionen: Ableitung des ersten Faktors mal zweiter Faktor plus erster Faktor mal Ableitung des zweiten Faktors.

Related: Kettenregel, Ableitung
Extremstelle

Stelle, an der eine Funktion lokal ihren größten oder kleinsten Wert im Umfeld annimmt. Notwendig ist eine waagrechte Tangente; hinreichend ist ein Vorzeichenwechsel der Ableitung.

Related: Ableitung, Wendestelle
Wendestelle

Stelle, an der sich das Krümmungsverhalten des Graphen ändert. Notwendig ist eine Nullstelle der zweiten Ableitung; hinreichend ist meist ein Vorzeichenwechsel dort.

Related: Extremstelle, Krümmung
Krümmung

Eigenschaft eines Graphen, ob er links- oder rechtsgekrümmt verläuft. Sie wird über das Vorzeichen der zweiten Ableitung bestimmt und wechselt an Wendestellen.

Related: Wendestelle, Ableitung
Stammfunktion

Funktion, deren Ableitung die gegebene Funktion ergibt. Sie ist nur bis auf eine additive Konstante eindeutig bestimmt und dient zur Berechnung von Integralen.

Related: Bestimmtes Integral, Hauptsatz
Bestimmtes Integral

Zahl, die den orientierten Flächeninhalt zwischen Graph und x-Achse über einem Intervall angibt. Flächen unterhalb der Achse zählen negativ.

Related: Stammfunktion, Hauptsatz
Hauptsatz der Differential- und Integralrechnung

Aussage, dass das bestimmte Integral über eine stetige Funktion gleich der Differenz einer Stammfunktion an den Grenzen ist. Er verbindet Ableitung und Integral.

Related: Stammfunktion, Bestimmtes Integral
Flächeninhalt zwischen Graphen

Inhalt der Fläche, die zwei Funktionsgraphen über einem Intervall begrenzen. Berechnet wird er über das Integral der Differenzfunktion, wobei Schnittstellen die Grenzen teilen.

Related: Bestimmtes Integral, Schnittstelle
Schnittstelle

x-Wert, an dem zwei Funktionen denselben Funktionswert haben. Sie wird durch Gleichsetzen der Funktionsterme und Lösen der entstehenden Gleichung bestimmt.

Related: Flächeninhalt zwischen Graphen
Grenzwert

Wert, dem eine Folge oder eine Funktion beliebig nahe kommt, ohne ihn notwendig zu erreichen. Schreibweise mit Limes; Grundlage von Stetigkeit und Ableitung.

Related: Ableitung, Asymptote
Asymptote

Gerade, der sich ein Funktionsgraph für große Werte oder nahe einer Definitionslücke beliebig annähert. Man unterscheidet senkrechte, waagrechte und schräge Asymptoten.

Related: Grenzwert, Definitionslücke
Definitionslücke

Stelle, die nicht zum Definitionsbereich einer Funktion gehört, etwa weil der Nenner null würde. Dort kann eine Polstelle oder eine hebbare Lücke vorliegen.

Related: Asymptote, Grenzwert
Exponentialfunktion

Funktion der Form f(x) = a·b^x mit positivem b. Die Variable steht im Exponenten; die Ableitung ist proportional zum Funktionswert, was Wachstum und Zerfall modelliert.

Related: e-Funktion, Wachstum
e-Funktion

Exponentialfunktion zur Basis e, der Eulerschen Zahl. Sie ist bis auf konstante Faktoren ihre eigene Ableitung, was sie für Verkettungen besonders wichtig macht.

Related: Exponentialfunktion, Kettenregel
Wachstum

Zunahme einer Größe über die Zeit. Lineares Wachstum hat konstante Zuwächse, exponentielles Wachstum konstante prozentuale Zuwachsraten; begrenztes Wachstum nähert sich einer Schranke.

Related: Exponentialfunktion, Änderungsrate
Änderungsrate

Maß dafür, wie stark sich eine Größe bezogen auf eine andere ändert. Die mittlere Rate nutzt den Differenzenquotienten, die momentane Rate die Ableitung.

Related: Differenzenquotient, Ableitung
Vektor

Gerichtete Größe, beschrieben durch Zahlenpaar oder Zahlentripel. Er stellt Verschiebungen dar und wird geometrisch als Pfeil veranschaulicht.

Related: Skalarprodukt, Geradengleichung
Skalarprodukt

Verknüpfung zweier Vektoren, die eine reelle Zahl liefert. Es ist null bei Orthogonalität und dient zur Berechnung von Winkeln und Längen.

Related: Vektor, Orthogonalität
Orthogonalität

Eigenschaft zweier Vektoren, Geraden oder Ebenen, senkrecht zueinander zu stehen. Bei Vektoren ist dafür das Skalarprodukt gleich null.

Related: Skalarprodukt, Normalenvektor
Geradengleichung

Darstellung einer Geraden in Parameterform als Stützvektor plus Parameter mal Richtungsvektor. Der Parameter durchläuft die reellen Zahlen und erzeugt alle Geradenpunkte.

Related: Vektor, Ebenengleichung
Ebenengleichung

Beschreibung einer Ebene, meist in Parameterform mit Stütz- und zwei Spannvektoren oder in Normalenform mit einem Normalenvektor. Beide Darstellungen lassen sich ineinander umrechnen.

Related: Normalenvektor, Geradengleichung
Normalenvektor

Vektor, der senkrecht auf einer Ebene oder Geraden steht. Er bestimmt die Normalenform der Ebenengleichung und wird oft über das Kreuzprodukt zweier Spannvektoren ermittelt.

Related: Orthogonalität, Ebenengleichung
Kreuzprodukt

Verknüpfung zweier Vektoren im Raum, die einen zu beiden senkrechten Vektor liefert. Der Betrag des Ergebnisses entspricht dem Flächeninhalt des aufgespannten Parallelogramms.

Related: Normalenvektor, Skalarprodukt
Lineares Gleichungssystem

Menge von Gleichungen, die gleichzeitig erfüllt sein müssen und linear in den Unbekannten sind. Lösungsmengen können eindeutig, leer oder unendlich groß sein.

Related: Gauß-Verfahren, Lagebeziehung
Gauß-Verfahren

Systematisches Umformen eines linearen Gleichungssystems durch Addieren von Vielfachen der Gleichungen, um eine Stufenform zu erreichen und die Lösung abzulesen.

Related: Lineares Gleichungssystem
Lagebeziehung

Beschreibt, wie Geraden und Ebenen zueinander liegen, etwa identisch, parallel, schneidend oder windschief. Sie wird durch Gleichsetzen und Lösen des Gleichungssystems bestimmt.

Related: Lineares Gleichungssystem, Schnittwinkel
Schnittwinkel

Winkel, unter dem sich zwei Geraden oder Ebenen treffen. Er wird über Skalarprodukte aus Richtungs- oder Normalenvektoren berechnet und liegt zwischen null und neunzig Grad.

Related: Skalarprodukt, Lagebeziehung
Abstand Punkt-Gerade

Kürzeste Entfernung eines Punktes zu einer Geraden. Sie wird über einen Lotfußpunkt oder mit Hilfsebene und Normalenvektor bestimmt.

Related: Abstand Punkt-Ebene, Normalenvektor
Abstand Punkt-Ebene

Kürzeste Entfernung eines Punktes zu einer Ebene, gemessen senkrecht zur Ebene. Mit der Hesseschen Normalenform ergibt sie sich direkt durch Einsetzen des Punktes.

Related: Normalenvektor, Abstand Punkt-Gerade
Wahrscheinlichkeit

Zahl zwischen null und eins, die angibt, wie sicher ein Ereignis eintritt. Bei Laplace-Experimenten ist sie der Quotient aus günstigen und möglichen Ergebnissen.

Related: Laplace-Experiment, Ereignis
Laplace-Experiment

Zufallsexperiment, bei dem alle Ergebnisse gleich wahrscheinlich sind. Wahrscheinlichkeiten lassen sich dann durch Abzählen von Ergebnissen bestimmen.

Related: Wahrscheinlichkeit, Baumdiagramm
Ereignis

Teilmenge der Ergebnismenge eines Zufallsexperiments. Ein Ereignis tritt ein, wenn das Ergebnis zu dieser Teilmenge gehört; das Gegenereignis enthält alle übrigen Ergebnisse.

Related: Wahrscheinlichkeit, Gegenereignis
Gegenereignis

Ereignis, das genau dann eintritt, wenn ein betrachtetes Ereignis nicht eintritt. Seine Wahrscheinlichkeit ist eins minus der Wahrscheinlichkeit des Ereignisses.

Related: Ereignis, Wahrscheinlichkeit
Baumdiagramm

Grafische Darstellung mehrstufiger Zufallsexperimente mit Ästen für Ergebnisse. Entlang eines Pfades werden Wahrscheinlichkeiten multipliziert, über mehrere Pfade addiert.

Related: Pfadregel, Bedingte Wahrscheinlichkeit
Pfadregel

Regel zur Berechnung von Wahrscheinlichkeiten im Baumdiagramm: Entlang eines Pfades wird multipliziert, für ein Ereignis aus mehreren Pfaden werden die Produkte addiert.

Related: Baumdiagramm
Bedingte Wahrscheinlichkeit

Wahrscheinlichkeit eines Ereignisses unter der Voraussetzung, dass ein anderes Ereignis bereits eingetreten ist. Sie wird als Quotient aus gemeinsamer und vorausgesetzter Wahrscheinlichkeit berechnet.

Related: Baumdiagramm, Unabhängigkeit
Unabhängigkeit

Eigenschaft zweier Ereignisse, bei der das Eintreten des einen die Wahrscheinlichkeit des anderen nicht verändert. Rechnerisch ist die Wahrscheinlichkeit des Schnitts das Produkt der Einzelwahrscheinlichkeiten.

Related: Bedingte Wahrscheinlichkeit, Wahrscheinlichkeit
Erwartungswert

Mit den Wahrscheinlichkeiten gewichteter Mittelwert der Werte einer Zufallsgröße. Er gibt den bei vielen Wiederholungen zu erwartenden Durchschnitt an.

Related: Zufallsgröße, Standardabweichung
Standardabweichung

Maß für die Streuung der Werte einer Zufallsgröße um den Erwartungswert. Sie ist die Quadratwurzel aus der Varianz und hat dieselbe Einheit wie die Werte.

Related: Erwartungswert, Zufallsgröße
Zufallsgröße

Funktion, die jedem Ergebnis eines Zufallsexperiments eine Zahl zuordnet. Sie besitzt eine Wahrscheinlichkeitsverteilung mit Erwartungswert und Standardabweichung.

Related: Erwartungswert, Binomialverteilung
Binomialverteilung

Verteilung der Anzahl von Treffern bei n unabhängigen Versuchen mit gleicher Trefferwahrscheinlichkeit p. Wahrscheinlichkeiten werden mit der Bernoulli-Formel berechnet.

Related: Bernoulli-Formel, Zufallsgröße
Bernoulli-Formel

Formel für die Wahrscheinlichkeit von genau k Treffern in n Bernoulli-Versuchen. Sie kombiniert den Binomialkoeffizienten mit p hoch k und der Gegenwahrscheinlichkeit hoch n minus k.

Related: Binomialverteilung, Binomialkoeffizient
Binomialkoeffizient

Anzahl der Möglichkeiten, aus n Elementen k ohne Beachtung der Reihenfolge auszuwählen. Er steht in der Bernoulli-Formel als Faktor vor den Potenzen.

Related: Bernoulli-Formel, Binomialverteilung
Hypothesentest

Verfahren, bei dem eine Vermutung über einen Anteil anhand von Stichprobendaten geprüft wird. Man entscheidet zwischen Null- und Alternativhypothese mithilfe eines Ablehnungsbereichs.

Related: Signifikanzniveau, Fehler erster Art
Signifikanzniveau

Vorab festgelegte Obergrenze für die Wahrscheinlichkeit, die Nullhypothese fälschlich abzulehnen. Sie bestimmt zusammen mit der Stichprobengröße den Ablehnungsbereich.

Related: Hypothesentest, Fehler erster Art
Fehler erster Art

Irrtum, eine wahre Nullhypothese zu verwerfen. Seine Wahrscheinlichkeit ist höchstens so groß wie das gewählte Signifikanzniveau.

Related: Hypothesentest, Signifikanzniveau
Fehler zweiter Art

Irrtum, eine falsche Nullhypothese beizubehalten. Seine Wahrscheinlichkeit hängt vom tatsächlichen Anteil ab und sinkt meist mit größerem Stichprobenumfang.

Related: Hypothesentest, Fehler erster Art