Mathematik Abitur
Ableitung von Funktionen in Parameterdarstellung
Astroide

Funktionen können in unterschiedlicher Form gegeben sein. Eine der Möglichkeiten ist die Darstellung in Parameterform. Hierbei werden die Variablen x und y aus der Funktionsgleichung y = f(x) unter Verwendung einer Hilfsvariablen, eines Parameters, z.B. t, ausgedrückt. Das heißt also: x = und y = .

Es gilt: Eine in Parameterdarstellung gegebene Funktion y = f(x) mit x = und y = ist differenzierbar, wenn die Ableitungen von und nach t existieren und .
Die Ableitungsfunktion lautet dann f'(x) = .
Beweis:
Aus und erhält man .
Anmerkung: Um die Ableitung nach dem Parameter t von der Ableitung nach x in zu unterscheiden, werden Ableitungen nach dem Parameter t häufig nicht mit einem nachgestellten Strich, sondern durch einen Punkt über den betreffenden Variablen gekennzeichnet. Es gilt also:


Beispiel:

Die Parameterdarstellung einer Astroide (Bild 1) lautet
;
.

Die Ableitungen sind dann:
;

Daraus ergibt sich:

Dieser Quotient ist für und nicht definiert, was in Übereinstimmung mit dem Kurvenverlauf steht: Die Astroide hat in den Punkten (0; 1), (0; –1), (1; 0) und (–1; 0) "Spitzen", sie ist dort nicht differenzierbar.

Für die zweite Ableitung y'' = f''(x) = einer in Parameterdarstellung gegebenen Funktion y = f(x) mit x = und y = gilt (in Kurzform geschrieben):
(sofern )

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