Schlagwort: Beispiele Lineare Funktionen

Kosten Diskothek-Besuch (Lineare Funktion)

Lisa und ihr Freund Peter gehen öfters Diskotheks in Wien besuchen, um anstrengende Arbeitswochen ausklingen zu lassen.

Beispiel 1

Einmal wollen sie nur Kokus-Coctails trinken gehen. Sie müssen dazu einen Eintritt von 12 Euro zahlen*. Jeder Cocktail kostet 4,5. Sie bestellen insgesamt fünf Cocktails.

1) Wieviel kostet ihr Besuch insgesamt? Wieviel kostet ihr Besuch insgesamt, wenn sie einen weiteren Cocktail bestellen?

2) Stelle die Kostenfunktion des Besuchs als Lineare Funktion graphisch dar! Wie lauten diese Kostenfunktion?

Lösung Beispiel 1:

Mathematisch gesehen handelt es sich bei diesem Beispiel um eine Lineare Funktion nach dem Schema:

\(f(x) = k \cdot x + d\)

Dabei entspricht:
k = Preis für einen Cocktail (Steigung)
x = Anzahl der Cocktails
d = Eintrittspreis (Fixpreis)
f(x) = y = Preis für den gesamten Besuch

Setzt man nun k (=4,5 Euro) und d (=15 Euro) in die Lineare Funktion ein, so erhällt man folgende Kostenfunktion:

\(f(x) = 4,5 \cdot x + 15\)

Je nach Anzahl der bestellten Cocktails muss am Ende etwas anderes bezahlt werden. Je mehr Cocktails, desto höher der Gesamtpreis für den Besuch (inklusive Eintrittspreis).

Für x = 5 (=5 Cocktails) erhält man folgende Gleichung:

\(f(5) = 4,5 \cdot 5 + 15 = 37,5\)

Für einen zusätzlichen Cocktail x = 6 (6 Cocktails) erhält man folgende Gleichung:

\(f(6) = 4,5 \cdot 6 + 15 = 42\)

Die graphische Lösung von Beispiel 1 gibt es auf Geogebra: https://www.geogebra.org/m/e339tfaz

* Hinweis: Die Preisangaben in den Beispielen oberhalb sind frei erfunden und dienen lediglich Anschaungszwecken.

Lineare Funktion – y = k*x + d

Geraden als Funktion – die Lineare Funktion – In diesem Blog-Eintrag erfährst du, was es mit der Linearen Funktion auf sich hat, wie sie aussieht und was es mit der Steigung und der Verschiebung auf der y-Achse auf sich hat.

Die allgemeine Form der Linearen Funktion in der expliziten Darstellung sieht so aus:

\( f(x) = k \cdot x + d\)

Hinweis: Oft wird anstatt f(x) auch y geschrieben. Beides bedeutet das Gleiche, nur sind es unterschiedliche Schreibweisen.

Übrigens entspricht x dem Definitionswert (aus dem “Definitionsbereich”) und f(x) bzw. y dem Funktionswert einer Funktion.

Sicher fragst du dich jetzt, was die Steigung der Gerade und Verschiebung auf der y-Achse für eine Bedeutung haben.

Kurz gesagt sind k und d zwei Parameter, die eine Auswirkung auf f(x) bzw. y haben, wenn man sie verändert.

k nennt man die Steigung (der Geraden) und
d nennt man die Verschiebung auf der y-Achse.

Mit Hilfe dieser Geogebra-Animation (auf den Link klicken) könnt ihr sehen, wie sich die Gerade verändert, wenn ihr einen oder beide Parameter verändert.

Verschiebe den Regler von k und d hin und her und beobachte, wie sich die Gerade verändert!

Je größer die Steigung k wird, desto steiler wird die Gerade.
Je kleiner die Steigung k wird, geringer wird die Steigung.
Eine Gerade hat keine Steigung, wenn k = 0 ist.

Ist die Steigung positiv, so geht die Gerade nach obene.
Ist die Steigung negativ, so geht die Gerade nach unten.

Der Parameter d beschreibt eine Art Grundmenge von der wir “starten” bzw. beschreibt d den Punkt auf der y-Achse durch den die Gerade geht.

Die Lineare Funktion ist auch ein Beispiel für die sogenannte “Direkte Proportion“:

Steigungen können das Wachstum veranschaulichen. Je größer die Steigung, desto schneller wird das Wachstum eines Vorgangs.

Je größer die Beschleunigung eines Autos, desto schneller Fährt es.
Je mehr Autos in einer Stunde produziert werden, desto mehr Angestellte braucht man, um die Autos zu produzieren.

Übungsbeispiele:

Gleichungssystem mit zwei Variablen (Unbekannten)

In diesem Artikel erfährt ihr, was Gleichungsysteme mit zwei Variablen (x und y) sind und mit welchen mathematischen Lösungsverfahren ihr sie lösen könnt!

Die Grundlage dieses Themas ist ein Gleichungsystem mit zwei oder mehreren Gleichungen und mit zwei unterschiedlichen Variablen. Meist werden die Variablen x und y dafür verwendet.

Die wichtigste Gleichung, die ihr euch merken müsst, ist folgende Gleichung:

\( a \cdot x + b \cdot y = c \)

Wie Ihr vielleicht erkennen könnt, besteht die Gleichung aus der Summe von zwei Produkten. Die Buchstaben a und b stellen zwei Konstanten dar und x und y die zwei Variablen/ Unbekannten.

Zum Lösen eines Gleichungssystems mit zwei Variablen braucht man mindestens zwei Gleichungen. I und II bezeichnen jeweils die erste (I) bzw. die zweite (II) Gleichung.

\(I: a_1 \cdot x_1 + b_1 \cdot y_1 = c_1 \\
II: a_2 \cdot x_2 + b_2 \cdot y_2 = c_2 \)

Das Ziel ist es, zwei unbekannte Variablen x und y oder a und b zu bestimmen (= herausfinden). Man nennt dies auch das “Lösen des Gleichungssystems“.

Die Lösung eines Gleichungssystems erfolgt unter anderem mit Hilfe der folgenden mathematischen Lösungsverfahren:

  • Gleichsetzungsverfahren
  • Einsetzungsverfahren
  • Eliminationsverfahren
  • Graphisches/ Geometrisches Lösungsverfahren

Mit dem graphischen/ geometrischen Lösungsverfahren kann man die Lösung des Gleichungssystems sehr gut veranschaulichen.

\(I: 5 \cdot x_1 + 25 \cdot y_1 = 20 \\
II: 8 \cdot x_2 + 4 \cdot y_2 = 16 \)

Geometrisch gesehen stellen die zwei Gleichungen nämlich zwei Geraden geraden dar, die entweder einen Schnittpunkt, keinen Schnittpunkt oder endlos viele Schnittpunkte (wenn sie parallel liegen) besitzen.

Graphisches lösen von Gleichungssystemen Schnittpunkt von zwei Geraden in einem Gleichungssystem mit den zwei Variablen x und y (die Grafik wurde mit Hilfe von Geogebra erstellt)
Graphisches lösen von Gleichungssystemen
Schnittpunkt von zwei Geraden in einem Gleichungssystem
mit den zwei Variablen x und y
(die Grafik wurde mit Hilfe von Geogebra erstellt)

Lineare Funktionen – Explizite und Implizite Darstellung

Hier erfährst du, was der Unterschied zwischen der expliziten und impliziten Darstellung der Gleichung einer Linearen Funktion ist.

Vielleicht hast du ja schon eine Gleichung in dieser Form \( f(x) = k \cdot x + d\) oder in dieser Form \( x + y = d\) gesehen.

Übrigens: Oft findet statt y die Schreibweise f(x). Jedoch haben f(x) und y die selbe Bedeutung.

Und etwas davon wiedererkannt?

Die erste Gleichung wurde in der sogenannten “expliziten Darstellung” angegeben. Sie drückt entweder die Variable x oder die Variable y explizit aus. Aber meistens beginnt eine Lineare Gleichung in der expliziten Darstellung mit y = …

Die zweite Funktion dagegen wurde in der sogenannten “impliziten Darstellung” angegeben. Diese Form der Darstellung wird oft verwendet, wenn es darum geht zwei Gleichungen zu lösen.

Hier ein paar Beispiele für die explizite Darstellung einer Linearen Gleichung:

\( y = k \cdot x + d \\
y = 2 \cdot x + 2 \\
y = 4 \cdot x -2\\
y = -3 \cdot x + 1\)

Und hier ein paar Beispiele für die implizite Darstellung einer Linearen Gleichung:

\( x + y = d \\
2x + 2y = 2 \\
-3x +4y = 5 \\
\frac {1} {2} x + \frac {2} {4} y = \frac {1} {2}
\)

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