Parabeln in Scheitelpunktform
Lerne, quadratische Funktionen in Scheitelpunktform y = a(x - h)² + k zu schreiben, zu zeichnen und zu analysieren.
Definition
- der Scheitelpunkt der Parabel ist
- die Breite und Öffnungsrichtung bestimmt
- Die Symmetrieachse die vertikale Gerade ist
- Wenn : Parabel öffnet sich nach oben (Scheitelpunkt ist Minimum)
- Wenn : Parabel öffnet sich nach unten (Scheitelpunkt ist Maximum)
- Wenn : Parabel ist schmaler als
- Wenn : Parabel ist breiter als
Probier es gleich aus
Lösungsbeispiele
Für : Finde den Scheitelpunkt, die Symmetrieachse und die Öffnungsrichtung.
Bestimme aus
bedeutet →
Bestimme als Konstante
→
Schreibe den Scheitelpunkt
Scheitelpunkt = →
Finde die Symmetrieachse
→
Bestimme die Richtung aus
→ Öffnet nach oben
Antwort: Scheitelpunkt: , Symmetrieachse: , Öffnet nach oben (schmaler als )
Häufige Fehler
Scheitelpunkt als schreiben, wenn die Gleichung enthält
Warum es falsch ist: Wenn du siehst, ist das , also ist , nicht .
Richtig: Schreibe immer um, um zu entsprechen: Wenn du siehst, dann ist .
Vergessen, dass die Breite beeinflusst, nicht nur die Richtung
Warum es falsch ist: Schüler konzentrieren sich nur darauf, ob positiv oder negativ ist.
Richtig: macht die Parabel schmaler; macht sie breiter.
Fehler bei der quadratischen Ergänzung
Warum es falsch ist: Vergessen, denselben Wert zu subtrahieren, der innerhalb der Klammer addiert wurde.
Richtig: Wenn du für die quadratische Ergänzung addierst, musst du auch subtrahieren, um die Gleichung im Gleichgewicht zu halten.
Interaktive Visualisierung
Quadratischer Funktions-Explorer
Steuert Breite und Richtung
Verschiebt die Parabel
Y-Achsenabschnitt
Scheitelpunkt
(0, 0)
Symmetrieachse
x = 0
Nullstellen (x-Achsenabschnitte)
x = 0 (doppelte Nullstelle)
Y-Achsenabschnitt
(0, 0)
Richtung
Öffnet nach oben
Diskriminante
b² - 4ac = 0
Wertetabelle
| x | -3 | -2 | -1 | 0 | 1 | 2 | 3 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| y | 9 | 4 | 1 | 0 | 1 | 4 | 9 |
Interaktiver Sandkasten
Interaktiver Grapher
Probiere diese Beispiele:
y = 2x + 1
m=2, b=1
Ausdrucksrechner
Probiere diese:
Verlauf
Noch keine Berechnungen
Übungsaufgaben
16 AufgabenWas ist der Scheitelpunkt von ?
Warum es wichtig ist
- Physik: Wurfbewegungen folgen parabelförmigen Bahnen. Der Scheitelpunkt zeigt die maximale Höhe und wann sie erreicht wird.
- Technik: Satellitenschüsseln und Autoscheinwerfer nutzen Parabolspiegel. Der Scheitelpunkt ist der Brennpunkt.
- Wirtschaft: Gewinnfunktionen sind oft quadratisch. Der Scheitelpunkt zeigt den maximalen Gewinn.
- Architektur: Parabelbögen verteilen Gewicht effizient. Der Scheitelpunkt ist der höchste Punkt.
Anwendungen im echten Leben
Wurfbewegung
Wenn ein Objekt geworfen oder geschossen wird, folgt seine Höhe über der Zeit einer parabelförmigen Bahn. Die Scheitelpunktform zeigt sofort die maximale Höhe.
Beispiel:
Die Höhe eines Balls ist Fuß. Der Scheitelpunkt zeigt, dass der Ball bei Sekunden 64 Fuß erreicht.
Ein Springbrunnen schießt Wasser entlang der Bahn , wobei die Höhe in Metern und die horizontale Entfernung ist.
Was ist die maximale Höhe des Wassers und bei welcher horizontalen Entfernung tritt sie auf?
Schritt 1: Schreibe den mathematischen Ausdruck
Lies den Scheitelpunkt ab:
Satellitenschüsseln
Parabolschüsseln fokussieren Signale am Scheitelpunkt. Ingenieure nutzen die Scheitelpunktform, um die genaue Form zu entwerfen.
Beispiel:
Eine Schüssel mit der Gleichung hat ihren Brennpunkt über dem Scheitelpunkt im Ursprung.
Ein Ingenieur entwirft einen Parabolspiegel mit der Gleichung . Der Reflektor ist 2 Meter breit.
Wie tief ist die Schüssel an ihren Rändern (bei Meter)?
Schritt 1: Schreibe den mathematischen Ausdruck
Berechne wenn :
Wichtige Erkenntnisse
- 1Die Scheitelpunktform ist , wobei der Scheitelpunkt ist
- 2Die Symmetrieachse ist immer
- 3: öffnet nach oben (Minimum am Scheitelpunkt); : öffnet nach unten (Maximum am Scheitelpunkt)
- 4: schmalere Parabel; : breitere Parabel
- 5Um von der Normalform umzuwandeln, verwende die quadratische Ergänzung
Häufig gestellte Fragen
Glossar
- Scheitelpunkt
- Der Wendepunkt einer Parabel; der Punkt in der Scheitelpunktform
- Symmetrieachse
- Die vertikale Gerade , die die Parabel in zwei Spiegelbilder teilt
- Scheitelpunktform
- Die Gleichung , wobei der Scheitelpunkt ist
- Quadratische Ergänzung
- Eine Technik zur Umwandlung der Normalform in die Scheitelpunktform durch Erstellen eines vollständigen Quadrats
Formelkarte
Scheitelpunktform
Standard-Scheitelpunktform
Scheitelpunkt
Koordinaten des Wendepunkts
Symmetrieachse
Vertikale Linie durch den Scheitelpunkt
Quadratische Ergänzung
Umwandlung in Scheitelpunktform