Aufagben mit aufgenommen

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2026-04-01 19:58:19 +02:00
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commit b44b507b84
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+74 -30
View File
@@ -16,23 +16,26 @@
#import "@preview/marge:0.1.0": sidenote #import "@preview/marge:0.1.0": sidenote
#import "@preview/itemize:0.2.0" as el
#import "@preview/eqalc:0.1.3": * #import "@preview/eqalc:0.1.3": *
#import "grafiken.typ": * #import "grafiken.typ": *
#import "deckblatt.typ": deckblatt
#import "abhaengigkeit.typ": abhaengigkeit
#let einruecken(abstand, inhalt) = pad(left: abstand, inhalt) #let einruecken(abstand, inhalt) = pad(left: abstand, inhalt)
#let def-counter = counter("definition") #let def-counter = counter("definition")
#let bsp-counter = counter("besipiel") #let bsp-counter = counter("beispiel")
#let aufg-counter = counter("aufgabe")
// Zähler bei jedem neuen Kapitel (Ebene 1) zurücksetzen // Zähler bei jedem neuen Kapitel (Ebene 1) zurücksetzen
#show math.equation: it => {
if it.body.fields().at("size", default: none) != "display" {
return math.display(it)
}
it
}
#let hrule = line(length: 100%) #let hrule = line(length: 100%)
@@ -41,6 +44,7 @@
it it
def-counter.update(1) def-counter.update(1)
bsp-counter.update(1) bsp-counter.update(1)
aufg-counter.update(1)
} }
#let definition(title: none, body, label: none) = context { #let definition(title: none, body, label: none) = context {
@@ -74,17 +78,36 @@
[ [
#figure( #figure(
block(width: 100%, align(left)[ block(width: 100%, align(left)[
#hrule //#hrule
*Beispiel #full-num*: #if title != none [(#title)] #body *Beispiel #full-num*: #if title != none [(#title)] #body
#hrule]), //#hrule
]),
kind: "beispiel", kind: "beispiel",
supplement: [B.], supplement: [Beispiel],
numbering: _ => full-num, numbering: _ => full-num,
) #label ) #label
] ]
} }
#let aufgabe(title: none, body, label: none) = context {
aufg-counter.step()
let h1-num = counter(heading).at(here()).first()
let b-num = aufg-counter.at(here()).first()
let full-num = [#h1-num.#b-num]
// Die Figure wird erstellt und das Label direkt angehängt
[
#figure(
block(width: 100%, align(left)[
#h(-2.8mm)$ast.op$ *Aufgabe #full-num*: #if title != none [(#title)] #body
]),
kind: "beispiel",
supplement: [Aufgabe],
numbering: _ => full-num,
) #label
]
}
// Zähler bei jedem neuen Kapitel (Ebene 1) zurücksetzen // Zähler bei jedem neuen Kapitel (Ebene 1) zurücksetzen
#show heading.where(level: 1): it => { #show heading.where(level: 1): it => {
@@ -334,7 +357,7 @@ Im folgenden bedeutet "Funktion" stets "reellwertige Funktion einer reellen Vari
Als Vorbereitung auf den Grenzwertbegriff für Funktionen behandeln wir das Als Vorbereitung auf den Grenzwertbegriff für Funktionen behandeln wir das
#beispiel[An die Parabel $y=x^2$ werde die Sekante durch den festen Kurvenpunkt $P_0(1/2, 1/4)$ und den variablen Kurvenpunkt $P(x, x^2)$ gelegt (s. @abb1). Der Anstieg der Sekante ist eine Funktion $f$ von $x$: #beispiel(label: <Bsp21>)[An die Parabel $y=x^2$ werde die Sekante durch den festen Kurvenpunkt $P_0(1/2, 1/4)$ und den variablen Kurvenpunkt $P(x, x^2)$ gelegt (s. @abb1). Der Anstieg der Sekante ist eine Funktion $f$ von $x$:
#table( #table(
columns: (1fr, 1fr), columns: (1fr, 1fr),
@@ -375,7 +398,7 @@ Soll allgemein das Verhalten einer Funktion $f$ bei "Annäherung" der unabhängi
#set math.equation(numbering: none) #set math.equation(numbering: none)
$ $
& ("E 1") &quad& x_n in D(f) ^#footnote[$D(f)$ bezeichnet den Definitionsbereich von $f$.] &quad& " für alle" n &quad& (n=1,2,3,dots) \ & ("E 1") &quad& x_n in D(f) ^#footnote[$D(f)$ bezeichnet den Definitionsbereich von $f$.] &quad& " für alle" n &quad& (n=1,2,3,dots) \
& ("E 2") && x_n eq.not x_0 && " für alle" n \ & ("E 2") && x_n eq.not x_0 && " für alle" n \
& ("E 3") && lim_(x->n)x_n = x_0 & ("E 3") && lim_(x->n)x_n = x_0
$]) $])
@@ -413,7 +436,7 @@ In @abb4 haben wir die ersten drei Glieder einer Folge ( $x_n$ ) und der zugehö
caption: [], caption: [],
) <abb4> ) <abb4>
#beispiel[Gesucht ist der Grenzwert der Funktion #beispiel(label: <Bsp22>)[Gesucht ist der Grenzwert der Funktion
#math.equation( #math.equation(
block: true, block: true,
numbering: none, numbering: none,
@@ -431,30 +454,51 @@ Unter Verwendung von @eq22 und bekannten Grenzwertsätzen für Zahlenfolgen folg
Die Gültigkeit von @eq24 wurde für eine beliebige und damit für jede Folge $\(x_n)$ mit den Eigenschaften @eq23 bewiesen. Daher gilt Die Gültigkeit von @eq24 wurde für eine beliebige und damit für jede Folge $\(x_n)$ mit den Eigenschaften @eq23 bewiesen. Daher gilt
/*
$$ #einruecken(15mm)[
\lim _{x \rightarrow \frac{1}{2}} \frac{x^2-\frac{1}{4}}{x-\frac{1}{2}}=1, $display(lim_(x->1/2) (x^2-1/4)/(x-1/2) = 1)$,]
$$
was in Einklang mit der Anschauung steht (Bild 2.2). was in Einklang mit der Anschauung steht (@abb2).
]
Beispiel 2.3: Wir wollen den Grenzwert der Funktion #beispiel(label: <Bsp23>)[Wir wollen den Grenzwert der Funktion
$$
f(x)=\left\{\begin{array}{lll}
\frac{x^2-\frac{1}{4}}{x-\frac{1}{2}} & \text { für } & x \neq \frac{1}{2} \\
2 & \text { für } & x=\frac{1}{2}
\end{array}\right.
$$
für $x \rightarrow \frac{1}{2}$ ermitteln (s. Bild 2.5).
Obwohl $f$ an der Stelle $x=\frac{1}{2}$ definiert ist, werden auch hier nur Folgen $\left(x_n\right)$ mit $\lim _{n \rightarrow \infty} x_n=\frac{1}{2}$ betrachtet, für die $x_n \neq \frac{1}{2}$ für alle $n$ gilt [vgl. (E 2)]. Für jede solche Folge erhält man wie in Beispiel 2.2 #einruecken(15mm)[$display(y = cases(
(x^2 - 1/4)/(x- 1/2) &text("für")& x eq.not 1/2,
2 &text("für")& x= 1/2,
))$]
für $display(x->1/2)$ ermitteln (s. @abb5).
#figure(
{
set math.equation(numbering: none)
scale(x: 50%, y: 50%, reflow: true, b2_5)
},
caption: [],
) <abb5>
Obwohl $f$ an der Stelle $x=1/2$ definiert ist, werden auch hier nur Folgen $(x_n)$ mit $lim_(n->infinity)x_n=1/2$ betrachtet, für die $x_n eq.not 1/2$ für alle $n$ gilt [vgl. (E 2)]. Für jede solche Folge erhält man wie in @Bsp22.
#einruecken(15mm)[$lim_(x->infinity)f(x_n)=lim_(n->infinity)(x_n^2-1/4)/(x_n-1/2)=lim_(x->infinity)(x_n+1/2)=1$,]
also ist
#einruecken(15mm)[$lim_(x->1/2)f(x)=1$.]
]
#beispiel(label: <Bsp24>)[]
#aufgabe(label: <Aufg2>)[]
/*
$$
\lim _{n \rightarrow \infty} f\left(x_n\right)=\lim _{n \rightarrow \infty} \frac{x_n^2-\frac{1}{4}}{x_n-\frac{1}{2}}=\lim _{n \rightarrow \infty}\left(x_n+\frac{1}{2}\right)=1,
$$
also ist also ist
@@ -570,7 +614,7 @@ ${ }^3$ ) Statt $\lim _{x \rightarrow 0+0} f(x)=g_r$ (bzw. $f(x) \rightarrow g_r
*/ */
]
+57 -2
View File
@@ -210,6 +210,61 @@
}) })
content("plot.F", text(0.85em)[$y=x^2$], anchor: "west", name: "pt") content("plot.F", text(0.85em)[$y=x^2$], anchor: "west", name: "pt")
}) })
#let b2_5 = cetz.canvas({
import cetz.draw: *
set-style(
axes: (
// Basisstil beibehalten
stroke: (thickness: 0.5pt),
// x-Achse: stealth-Pfeil am Ende
x: (mark: (end: "stealth", fill: black)),
// y-Achse: stealth-Pfeil am Ende
y: (mark: (end: "stealth", fill: black)),
),
)
plot.plot(
name: "plot",
size: (5, 8),
x-tick-step: none,
y-tick-step: none,
axis-style: "school-book",
x-label: $x$,
y-label: $y$,
x-ticks: ((0.5, $1/2$),),
y-ticks: ((1, $1$),(2, $2$)),
//definitionen
{
let f = x => if x != 0.5 { (calc.pow(x, 2) - 0.25) / (x - 0.5) } else { none }
let x0 = 0.5
let y0 = 1
let y1 = 2
let domain_end_x = 1.75
let domain_end_y = f(1.75)
plot.add(f, domain: (-0.6, domain_end_x), style: (stroke: blue))
plot.add(((x0, 0), (x0, y0)), style: (stroke: (dash: "dashed", paint: gray, thickness: 0.75pt)))
plot.add(((x0, y0), (x0, y1)), style: (stroke: (dash: "dashed", paint: gray, thickness: 0.75pt)))
plot.add(((0, y0), (x0, y0)), style: (stroke: (dash: "dashed", paint: gray, thickness: 0.75pt)))
plot.add(((0, y1), (x0, y1)), style: (stroke: (dash: "dashed", paint: gray, thickness: 0.75pt)))
plot.add(((x0, y0),), mark: "o")
plot.add(((x0, y1),), mark: "o")
plot.add-anchor("F1", (domain_end_x,domain_end_y))
}
)
content("plot.F1",padding: (left: 2mm, bottom: 0mm), text(1em)[$ y = cases(
(x^2 - 1/4)/(x- 1/2) &text("für")& x eq.not 1/2,
2 &text("für")& x= 1/2,
) $], anchor: "mid-west", name: "pt")
})