Differenzen und Differential im Kontext interpretieren?

1 Antwort

Mit f(x) bezeichnet man eine Größe, die von einer Größe x abhängt. Wie f(x) von x abhängt, kann oft nur durch Messungen bestimmt werden.

Der Differenzenquotient (f(x) – f(z)) / (x – z) gibt an, wie groß der Unterschied zwischen f(x) und f(z) relativ zum Unterschied zwischen x und z ist. Wenn z. B. bei einer Bewegung x, z Zeitpunkte sind und f(x), f(z) der jeweils zurückgelegte Weg, dann könnte man fragen, welcher Weg zwischen der 1. Sekunde und der 2. Sekunde zurückgelegt wird. Wenn 1 s nach dem Start 5 m zurückgelegt wird und 2 s nach dem Start 8 m, dann ist f(1) = 5 und f(2) = 8 und der Differenzenquotient sieht so aus:

(f(x)–f(z))/(x–z) = (f(2)–f(1))/(2–1) = (8–5)/(2–1) = 3/1 = 3.

Und das bedeutet: In der 1 Sekunde zwischen der 1. und 2. Sekunde wird ein Weg von 3 m zurückgelegt. Für andere Zeitpunkt x und z besagt der Differenzenquotient (f(x)–f(z))/(x–z), welcher Weg in der Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten z und x zurückgelegt wird. Da Weg/Zeit = Geschwindigkeit ist, bedeutet dies die durchschnittliche Geschwindigkeit während dieser Zeitspanne.

Nun zu der Tabelle:

  1. Zeile: Differenzenquotient = durchschnittlicher Benzinverbrauch im Streckenabschnitt von x bis z (in l/km); Differenzialquotient = momentaner Benzinverbrauch am Streckenpunkt x (in l/km).
  2. Zeile: x = Zeit seit dem Start (in h); zurückgelegter Weg nach der Gesamtzeit Zeit x.
  3. Zeile: f(x) = Flächeninhalt einer Bakterienkultur nach Ablauf der Zeit x (in h); momentane Wachstumsgeschwindigkeit einer Bakterienkultur nach Ablauf der Zeit x (in mm²/h).
  4. Zeile: Differenzenquotient = durchschnittliche Änderungsrate des Luftdrucks im Meereshöhen-Intervall [x; z] (in hPa/m); Differenzialquotient = Änderungsrate des Luftdrucks in der Meereshöhe x (in hPa/m);
  5. Zeile: x = Kanalkilometer (in km); mittlere Änderungsrate der Wassertiefe im Intervall von Kanalkilometer x bis z (jin m/km).
Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – LMU München, Dipl. Math., eigene Recherche