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22B.4 lineare Näherung für kleine Drehung


CC-BY-NC-SA 3.0

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einmaldie lineare Näherungder Geometrienicht eine Kreisbahnhabeauch Achsen reingelegt?? Schülerkreisdurch den Ursprung ganze schön alsoam??angenommenich habe hier ein Punkt der beiKoordinatenfünf Meternvier MeterStrecke also vier Meterdiese Streckefünf Meterdieser Punkt dreht sich auf der Kreis warjetzt möchte ich wissen wo wird der landen in den Jahren Nerowomit erlangen wenn ich ein Grad weitergehendas es jetzt deutlich mehr als ein Grad aberwie soll ich ein Grad malenein Gradein Winkelgrad weitertotal übertrieben gezeichnetwas werden die X Y Koordinaten werdenin den Jahren Ehrungdas Job für die erste Hälfte vom Seminar heutewichtiger Punkt den Jahren Ehrung heißt nicht dass sich geometrischeine gerade ergeben muss in diesem Bild sondern irgend eine Größe hängtlinearvon einer anderen abdas muss nicht zwangsläufig eine gerade werdennennen wir diesen Winkel ihr ihnen vielleicht mal Alphaund denWinkel bis zur violetten Linie derBetanuneinige Leute müssen Komma Sinus und Kosinus angucken ja sie Sinus Quadratfuß Kosinus Quadrat gleich eins und solche Geschichten?? natürlich ganzgrundlegend dieDefinition von Sinus und Kosinus wenn sich das Dreieck anguckenPunkt was von X und Y gebildet wird X nach rechts Y nach oben und hier ist der Winkel Betada gucken sind einfach direkt mit Sinus und Kosinus was X und Y sindso das erste was man sich überlegt natürlich das diese Wut MusewurzeleinundvierzigMeter lang istdas ?? eine KreisbahnseinPunkt hier sehen Sie den Radius der Kreisbahnfünf Meter nach rechts vier Meter nach obender Radius der Kreisbahn ist PythagorasfünfundzwanzigQuadratmeterplus sechzehn Quadratmeter Wurzel raus das ist die Länge dieser Prognose der Radius der Kreisbahn das hier muss dieselbe Länge seines ViolettealsoWurzel einundvierzigMeterund jetzt kommtganz rezeptmäßigTrigonometrie aus der DoseY gegen Kathete von den Winkelgeht mit dem Sinus Y du ?? über die News ist der Sinus also Y ist gleich die Hypothekenhosemal den SinusWurzel ein vierzig MeterSinus vonBetafixesist dann der KosinusWurzel einundvierzigMeterKosinusBetaund nun weiß ich was Beta istWetter istAlpha plus ein Gradwir können nur sagen was Alpha ist der Gewässer wie auch bei einigen gesehenähmwas ist Alphajamit dem Arcus TangensAlpha ist der Arcus Tangens vonvier durchfünfgegen Kathete durch ein Katheteso damit aber den Alphaprinzipkönnte man es einfach rechnen Arcus Tangens hierdurch fünfknapp vierzig Grad ein Krater drauf addierendavon groß muss mal das siebzigster von den Sinus mal das gibt Yannetterweise vielen Jahren Ehrung alles viel schlichterArcus Tangens und Kosinus und so weiter die fliegen alle gleich aus in den Jahren Ehrungnetterweisekann es aus zu Fuß relativ einfach schätzen ?? der linearen Ehrungnunder Gedanke ist hier habe ich nicht den KosinusvonArcus Tangens vier fünftelsondern ich habe den Kosinus von ein Winkel der etwas anders ist ein Grad mehrin einer Funktioneinen gestört wirddas jetzt mit der linearen Mehrung probiert das mal auseinander zu größerenaufzulösenwie ich jetzt linearen Ehrung einsetzen kann um diese ein Grad als Störung aufzufassen??ich mal noch noch mal den Denkansatzauf?? wie den Jahren Ehrung funktionierthabe irgend eineFunktiondaraus blicke ich mir eineStellean der ich typischerweiselebeund eine andere Stelleund ich wissen will was den rauskommtX null plus H die beiden sind Haar auseinanderheißtdie Störgrößesozusagenmeine Abweichungder Physik ist ein klein X nur sowas wie Mittelwertoderanderswo ist das vielleicht der Arbeitspunkteines Motors der Arbeitspunktirgendeiner Anlagean diesem Mittelwert derbe stimmig die Tangentesound ich gucke auf der Tangente nach was auf der Tangente der Wert ist das lineare Näherung ich kuck nicht den Wert auf der Kurve nachsondern auf der Tangente nachdas heißt in Jahren Ehrungwas der Anteil der und was kommt oben zuIon IF heißtdass sie unten stehende greifente vonX nulldie dümmste Mehrung die ich machen kann es zu sagenes ändert sich zwar mein Parameter Xaber ich tue so als ob die Funktion sich nicht ändertes bleibt alles beim altenServer das dümmste was man machen kann das ist diese Höhe hiereher von X nullaber sie sehen mit den Jahren Ehrung bin ich in Stückchen besser läge die Tangente dranwie groß ist das Stückchen was hier obennoch dazukommendenverkommt dazu war die Tangente steigt was stückchenweiseoben noch dazu kommt auf denreinen Funktionswertder Hammer die Ableitung die Ableitungist die Steigungdieser geraden hieralsodas Stückchendurch das Stückchenwenn ich in Unterstückchen haben will nehme ich diese Stückchen H mal die SteigungdieserAnteil hier ist H mal F Beistrichvon X nullbeides zusammen ähm haben sie die lineare Näherung und in den Jahren Ehrung ist nicht anders als die Tangenten geradedannsetzen die verschiedenen Hass ein die mir so einfallen und Rechner ausder eigentliche Funktionswertpluswie viel durch die Steigung darauf käme oder davon ab kämeich gucke auf der Tangenten gerade nach Das heißt in Jahren Ehrungund der Job ist jetzt das zu übertragendieses Bild irgendwie hierauf zu übertragender Kosinusvoneinem Winkel alpha der fest ist plus eine Störungein Grad als Störung aufgefasstmüssen Sie schon dieses eine Grad hat quasi die Rolle von dem Haarebendas ist daswie viel ich zur Seite gehe ich auf meinem Originalwertversuchen Sie das mal zu übertragen auf unsere Situationich sie gerade man sich verheddern kanndieses zweidimensionaleDiagrammlebtin einem ganz anderen Raumals dieses zweidimensionaleDiagrammdiese Achsen hier X Y die haben nichts mitdiesen Achsen zu tun?? andas erste total abstrakte GeschichteKomma das einmal klarmachen wenn ich hierin diesem Diagramm auf der x-Achse hin und her laufeKomma im Wertin der Mitte Abweichungirgendwas aufplus minus Hin die nach links oder rechts G auf der x-Achsewas passiert dann hierin diesem Diagramm wo starte ich und wo laufe ich hinhaargenau das hier ist mein StartwertsozusagenStaate bei diesem Punkt hierbei den richtigen Winkel Arcus Tangens vier durch fünf da staatlich und ich laufeden Kreis Rom ganz andere Geschichtehier plötzlich passiertich denke mir dieses hieraber sie sehen das sieht hier total anders ausich starte hier und laufe den kreisrundennimmt das ruhig sehr abstrakt an der Stelleich möchte wissen was der Kosinusmachtwenn ich nicht Arcus Tangens vier fünftel einsetze sondern ein bisschen was andersKomma das erst mal ganz abstrakt hinwas macht der Kosinuswas macht der Kosinuswenn ich nicht in Arcus Tangensvier fünftel einsetzesondernein bisschen mehrdas eine Mal so das als den Jahren das mit den Jahren Ehrungnoch mein Schritt zurück denkenSie an die vor zu viel Komma einzig aber sowas hatten wir Komma wie kann ich die Wurzel vier Komma eins ??WurzelfunktionOption bei vier Komma zwei rausund ich möchte jetzt wissen was bei sehr großzügig gezeichnet was bei vier Kommaeins rauskommtwie gehen Sie vorals befangen mit der dummen Mehrung anWurzelvier wird sich schon nicht so stark ändern plusund den Rest der dazu kommt?? auf der Tangenten gerade nachwie groß ist die Steigung der Tangentengradenkurze an der Stelle vierSie leiten abwas ist die Ableitung der WurzelX Hocheinheit ableiten ist ein halbwegs hoch minus ein halb ist also eins durch zweimal dieWurzeldie Steigung der Wurzelfunktionan der Stelle vier heißt hier vier einzusetzen?? eins durch zweimal die Wurzel ausvier das muss die Steigung hier sein also ein viertelDollarzeichen ist ?? so schlechteinfädeln musste Steigungeins durch zwei mal was los wird sie zufällig ein viertel der Kehrwert von vier sind muss er kommt zweimal die Wurzel aus vierwie kann ich das jetzt benutzen für meine Nehrung hier die Wurzel aus vier Komma eins ist Wurzel vier pluswasernull Komma einsmal die Steigungalso null Komma eins durchvierdas wäre die lineare Näherung wie weit gehe ich hierauf?? ich gehe null Komma eins zur Seite und die Steigung Sachein viertel von dem was ich zur Seite gehe ich nach oben null Komma eins durch vier das ist lineare Näherung ich guck auf der Tangenten ?? nachsie sehenda stand auch nichts von irgendwas was abgeleitet werden kann besteht auch keine Variablenversuchen sie das zu übertragenauf denKosinus vom Arcus Tangens vier fünftelplus ein Gradalso was steht hier sichert ?? noch malich rechne die Funktion an der Originalstellean der ungestörten Stelle das ist der ersteAusdruck ihrer Sache erst mal wird sich schon nicht ändernin Ehrung nullter Ordnunggehe einfach davon aus das es konstant bleibt der Schreibtisch in die Funktion an der ungestörten Stelle die Funktion ist der Kosinusund die ungestörte Stelle Störung nullist Arcus Tangensvier fünftelin Klammern der das entspricht hierder Wurzel vier die Funktion an der Originalstellebei uns ist es der Kosinus vom Arcus Tangensstörungauf null setzenlosund nun guck ich auf der Tangenten gerade nachdie Steigung der Tangenten gerade an unsererzentralen Stelle hier am MittelwertArbeit Punkt wie auch immer die Steigung an dieser Stellemal wie weit ich zur Seite geheein viertel mal null Komma einsdas ist der Beitrag um das ganze dann zu den Jahren Ehrung zu machen die Steigungmeiner FunktionKosinusMilo Sinus für die Steigung sein minus Sinus an dieser Stelle Arcus Tangensvier fünftel das ist die Steigung an der Stellein Kurses ableiten Arcus Tangens ist die Stelle an der ich sitze das bleibt fest ich leite den Kosinus ab ich möchte wissen was den Kosinus passiertwenn ich den Wert im Kursus etwas störenmalwas über die Ableitungmal wie weit gehe ich zur Seite ein Gradgefährlich?? wenn ich den Kosinus Ableitung die minus Sinus rausgegeben habe ich im Bogenmaß abgeleitet?? Bildchen vorstellender Kosinusder Sinusist zwei Piund hier ist eins das passt alles wunderschön wenn sie im Bogenmaßsind im Gradmaßbin ich hier ja bei drei hundert und sechzigdie Einheit ist also irgendwo hier auf der x-Achseviel dichter dran da ist die einer auf die y-Achse da ist eine auf der x-Achsewenn sie im Gradmaßarbeitenwerden die Ableitungenvon Sinus und Kosinus nicht so hübsch hab ich die Ableitung im Bogenmaß berechnetmuss deshalb auch insgesamt im Bogenmaß bleibenalso nichthier ein Grad hinschreibensondern dass eine Grad Umrechnung in Bogenmaßund achtzig Grad sindhundert achtzig Grad sind die tatsächlich ganze zwei Pialso wessen Bogenmaß Pi durch hundert und achtzig ein Grad ist ein Pi durch hundert achtzigsterinBogenmaßsowas kommt darausfür den Kosinusist Komma noch sagen was der Kosinus vom Arcus TangensistKosinus vom Arcus lange sich immer weiter nach untenjährlich fünf Meter da hatte ich vier Meterja durch Wurzel einundvierzigMeter hier war mein linkerAlphasomich interessiert der Kosinusvom Arcusvonvier durch fünfsehenSie in dem Bild irgendwiewie man das retten kannja in Arcus Tangenshammersowieso schon gab der Arcus Tangens ist Alphadieser Winkel alphavier durch fünf gegen Kathete durch ein Katheteso sind wir auf den ?? gekommenund es ist gerade das ist der Kosinus alpha schön Kosinus alpha istan Kathete durchhypothekenlosefünf Meter durch Wurzel einundvierzig Meter also fünf durch Wurzeleinundvierzigdas wird der Kosinus vom Arcus Tangens werden ganz harmlos Beistrich Wurzel einundvierziges gibt bei allen logischen KombinationenvonAbende Beistrich Funktion und Arcus Funktion die heben sich gegenseitig weg und es muss irgendwas nachher mit Pythagoras bleiben?? sogar noch einfacher je nachdem was der Konvention anerkannte Weltanalle Kosinuskann ich durch fünf durch Wurzel einundvierzig ersetzenKomma wird da waren wir??das gibt also jetzt gleich was hier steht ist gleichfünf durch Wurzel einundvierzigminuseines mit dem Sinus machenoffensichtlichwas mit der Sinus ?? werdengenau vier durch Wurzel einundvierzigmal Pi durch hundert achtzigdas Regie für den Kosinusdas würde ich jetztmal auf die Uhr?? und das setzen sie hier einund beziehen mit Wurzel einundvierzig der nimmt sich viel weg?? Komma kann aber in also Wurzel einundvierzig maleinundvierzigMeter soll ich sagen mal den Kosinushier stehendzustandeda stand dieses Mal Wurzel einundvierzig Meterdas heißt X wird seindas war Wurzel einundvierzig Meterjetzt ein fünf Meter minusvier Meter mal Pi durch hundert und achtzigP durch hundert und achtzigEier drei durch hundert und achtzig ungefähr ein sechzigste?? sechzigste von vier Meternnachlinks gehen mit XBuchstabe Ypsilonzwar gerne ausführlich einsetzenwenn sie raten müssen was Y ist was beim Sehender Stadt mit vier und Y wird größer genau alsonach ?? sind wir hier sind wir was schreiben Sie hinwas raten Siegenau das kann ?? ganz anders ?? werden als vier Meter plusfünf mal fünf Meter mal Pi durch hundert und achtzig?? das ist der Wert von dem ich statisch erstattet bei vier Meter und dann kommtder Term von derTangenten gerade dazuund hierbei X genauso das es vollständig Staat und das ist der Kern von der Tangenten gerade