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Mathe

Die Amplitude: f(x) = a · sin x

Der Faktor a streckt oder staucht die Welle in der Höhe. Bei negativem a wird sie gespiegelt.

  • ca. 10 Minuten
  • Klasse 10
  • Niveau: Plus

Das lernst du heute

  • Ich erkläre, wie a die Sinuskurve verändert.
  • Ich lese die Amplitude aus dem Funktionsterm ab.
  • Ich berechne Funktionswerte von f(x) = a · sin x.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst eine dieser Lektionen: Der Graph der Sinusfunktion, Strecken, stauchen, spiegeln

Multiplizierst du sin x mit einer Zahl a, ändert sich die Höhe der Welle. Die Funktion f(x) = a · sin x hat bei 90° den Wert a, bei 270° den Wert −a.

Die größte Auslenkung von der Mittellinie y = 0 heißt Amplitude. Auslenkung bedeutet: Abstand von der Mittellinie. Sie ist |a|, also der Betrag von a. Bei f(x) = 3 · sin x ist die Amplitude 3. Die Werte liegen zwischen −3 und 3.

Ist a größer als 1, wird die Welle höher. Liegt a zwischen 0 und 1, wird sie flacher. Ist a negativ, wird sie an der x-Achse gespiegelt. Aus einem Hochpunkt wird dann ein Tiefpunkt. Die Periode bleibt 360°.

Vier Funktionen im Vergleich.
x0°90°180°270°360°
sin x010−10
2 · sin x020−20
0,5 · sin x00,50−0,50
−1 · sin x0−1010

Funktionswerte von f(x) = 4 · sin x

  1. f(30°) = 4 · sin 30° = 4 · 0,5 = 2.
  2. f(90°) = 4 · 1 = 4. Das ist der Höchstwert.
  3. f(270°) = 4 · (−1) = −4. Das ist der Tiefstwert.
  4. Die Amplitude ist 4.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Die Zahl vor sin x macht die Welle höher oder niedriger.

Die Amplitude ist die größte Auslenkung.

Ein Minus dreht die Welle um.

Ein Beispiel

Beispiel

Ein Lautsprecher schwingt. Bei einem lauten Ton schwingt die Membran weit aus. Bei einem leisen Ton nur wenig. Die Amplitude ist beim lauten Ton größer.

Schritt für Schritt

Wir berechnen f(210°) für f(x) = 6 · sin x

  1. sin 210° = −0,5.
  2. f(210°) = 6 · (−0,5) = −3.
  3. Der Wert liegt zwischen −6 und 6, das passt.

Mit einem Bild erklärt

x0°90°180°270°360°
3 · sin x030−30

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Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Wie groß ist f(30°) für f(x) = 4 · sin x?

Zeig mir den ersten Schritt

sin 30° = 0,5.

Lösung ansehen

Lösung: 2

4 · 0,5 = 2.

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Wie groß ist f(90°) für f(x) = −2 · sin x?

Zeig mir den ersten Schritt

sin 90° = 1.

Lösung ansehen

Lösung: -2

(−2) · 1 = −2.

Tipp: Lies die Amplitude am Faktor vor sin ab. Das Vorzeichen spielt dafür keine Rolle.

Merksatz: f(x) = a · sin x hat die Amplitude |a|. Die Werte liegen zwischen −|a| und |a|. Bei a < 0 ist die Welle gespiegelt.

Typischer Fehler: Viele sagen: Bei a = −2 ist die Amplitude −2. Das stimmt nicht. Die Amplitude ist ein Abstand und deshalb nie negativ. Sie ist 2.

Prüfen

Mini-Quiz

5 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Welche Amplitude hat f(x) = −2,5 · sin x?
Lösung ansehen

Lösung: 2,5

Frage 2 Wie groß ist der Höchstwert von f(x) = 5 · sin x?

Zeig mir den ersten Schritt

Bei 90° ist sin x = 1.

Lösung ansehen

Lösung: 5

5 · 1 = 5.

Frage 3 Bei f(x) = −sin x ist die Welle an der x-Achse gespiegelt.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt

Frage 4 Wie groß ist f(210°) für f(x) = 6 · sin x?

Zeig mir den ersten Schritt

sin 210° = −0,5.

Lösung ansehen

Lösung: -3

6 · (−0,5) = −3.

Frage 5 Wie verändert sich der Graph von sin x bei f(x) = 0,5 · sin x?
Lösung ansehen

Lösung: Er wird flacher.

Geschafft

Die Zahl a in f(x) = a · sin x bestimmt die Höhe der Welle. Die Amplitude ist |a|.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

Übungsheft Sinusfunktion und periodische Vorgänge

Kurz erklärt, 49 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.

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